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4H-SiC PiN功率二极管dV/dt可靠性机理研究
1
作者
郭登耀
汤晓燕
+1 位作者
李林青
张玉明
《中国电力》
CSCD
北大核心
2021年第12期86-93,共8页
碳化硅(SiC)功率开关高速和高功率的特点,使其在脉冲功率系统中面临着比硅(Si)器件更严苛的高dV/dt可靠性问题。实验发现高dV/dt应力会导致4H-SiC PiN功率二极管击穿特性永久退化。仿真结果表明:高dV/dt应力下器件终端区与主结交界处存...
碳化硅(SiC)功率开关高速和高功率的特点,使其在脉冲功率系统中面临着比硅(Si)器件更严苛的高dV/dt可靠性问题。实验发现高dV/dt应力会导致4H-SiC PiN功率二极管击穿特性永久退化。仿真结果表明:高dV/dt应力下器件终端区与主结交界处存在较强电场集中,致使雪崩提前发生,进而导致局部温度升高造成永久损伤。该电场集中是由于高dV/dt应力下(JTE)区耗尽不充分所致,提出对JTE区进行高浓度补偿掺杂来提高铝(Al)原子的电离率,进而改善脉冲应力下JTE耗尽不充分问题。仿真证明该方法可以有效降低脉冲应力下主结边缘处的电场集中,6×10^(20)cm^(-3)的磷(P)原子补偿掺杂使得器件的抗dV/dt能力提升约30%,而静态特性不受影响。该研究为提升JTE终端SiC功率器件dV/dt可靠性提供了思路。
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关键词
碳化硅
dV/dt
结终端扩展
不完全电离
补偿掺杂
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职称材料
题名
4H-SiC PiN功率二极管dV/dt可靠性机理研究
1
作者
郭登耀
汤晓燕
李林青
张玉明
机构
西安电子科技大学微电子学院
出处
《中国电力》
CSCD
北大核心
2021年第12期86-93,共8页
基金
科学挑战专题项目(TZ2018003)
陕西省重点研发资助项目(2018 ZDL-GY01-03,2020 ZDLGY03-07)。
文摘
碳化硅(SiC)功率开关高速和高功率的特点,使其在脉冲功率系统中面临着比硅(Si)器件更严苛的高dV/dt可靠性问题。实验发现高dV/dt应力会导致4H-SiC PiN功率二极管击穿特性永久退化。仿真结果表明:高dV/dt应力下器件终端区与主结交界处存在较强电场集中,致使雪崩提前发生,进而导致局部温度升高造成永久损伤。该电场集中是由于高dV/dt应力下(JTE)区耗尽不充分所致,提出对JTE区进行高浓度补偿掺杂来提高铝(Al)原子的电离率,进而改善脉冲应力下JTE耗尽不充分问题。仿真证明该方法可以有效降低脉冲应力下主结边缘处的电场集中,6×10^(20)cm^(-3)的磷(P)原子补偿掺杂使得器件的抗dV/dt能力提升约30%,而静态特性不受影响。该研究为提升JTE终端SiC功率器件dV/dt可靠性提供了思路。
关键词
碳化硅
dV/dt
结终端扩展
不完全电离
补偿掺杂
Keywords
silicon carbide
dV/dt
junction terminal extension
incomplete ionization
compensation doping
分类号
TN312.4 [电子电信—物理电子学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
4H-SiC PiN功率二极管dV/dt可靠性机理研究
郭登耀
汤晓燕
李林青
张玉明
《中国电力》
CSCD
北大核心
2021
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