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高k场板终端准垂直GaN功率肖特基势垒二极管
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作者 胡宪富 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期141-146,共6页
随着功率电子器件对高效能、高耐压和低损耗需求的不断提升,GaN肖特基势垒二极管(SBD)凭借其卓越的材料和器件特性成为研究热点。然而,GaN SBD在高电压下仍面临边缘电场集聚的挑战。为解决这一问题,提出采用高介电常数(k)材料钛酸钡(BTO... 随着功率电子器件对高效能、高耐压和低损耗需求的不断提升,GaN肖特基势垒二极管(SBD)凭借其卓越的材料和器件特性成为研究热点。然而,GaN SBD在高电压下仍面临边缘电场集聚的挑战。为解决这一问题,提出采用高介电常数(k)材料钛酸钡(BTO)作为场板的准垂直结构GaN SBD。通过击穿电压实验和器件电场仿真分析,结果表明BTO高k场板能够有效抑制边缘峰值电场集聚,显著提升SBD击穿电压并降低漏电流。使用BTO场板的GaN SBD实现了0.75 V的开启电压、2.45 mΩ·cm^(2)的比导通电阻以及1.49 kV的高击穿电压。研究表明,BTO高k场板在高功率GaN电子器件的发展中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 GAN 肖特势垒二极管(SBD) 钛酸钡(BTO) 击穿电压 电场仿真
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基于结终端扩展的4H-SiC肖特基势垒二极管研制 被引量:2
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作者 张发生 李欣然 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期146-149,共4页
采用高真空电子束热蒸发金属Ni分别作肖特基接触和欧姆接触,离子注入形成结终端扩展表面保护,研制出Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。I-V特性测量说明,Ni/4H-SiCSBD有较好的整流特性,热电子发射是其主要的运输机理。实验测量其反向击... 采用高真空电子束热蒸发金属Ni分别作肖特基接触和欧姆接触,离子注入形成结终端扩展表面保护,研制出Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。I-V特性测量说明,Ni/4H-SiCSBD有较好的整流特性,热电子发射是其主要的运输机理。实验测量其反向击穿电压达1800V,且反向恢复特性为32ns。 展开更多
关键词 碳化硅 肖特势垒二极管 终端扩展 欧姆接触
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一种超结高压肖特基势垒二极管
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作者 龚红 马奎 +2 位作者 傅兴华 丁召 杨发顺 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期666-670,共5页
改善反向击穿电压和正向导通电阻之间的矛盾关系一直以来都是功率半导体器件的研究热点之一。介绍了一种超结肖特基势垒二极管(SJ-SBD),将p柱和n柱交替构成的超结结构引入肖特基势垒二极管中作为耐压层,在保证正向导通电阻足够低的同时... 改善反向击穿电压和正向导通电阻之间的矛盾关系一直以来都是功率半导体器件的研究热点之一。介绍了一种超结肖特基势垒二极管(SJ-SBD),将p柱和n柱交替构成的超结结构引入肖特基势垒二极管中作为耐压层,在保证正向导通电阻足够低的同时提高了器件的反向耐压。在工艺上通过4次n型外延和4次选择性p型掺杂实现了超结结构。基于相同的外延层厚度和相同的外延层杂质浓度分别设计和实现了常规SBD和SJ-SBD,测试得到常规SBD的最高反向击穿电压为110 V,SJ-SBD的最高反向击穿电压为229 V。实验结果表明,以超结结构作为SBD的耐压层能保证正向压降等参数不变的同时有效提高击穿电压,且当n柱和p柱中的电荷量相等时SJ-SBD的反向击穿电压最高。 展开更多
关键词 肖特势垒二极管(SBD) 击穿电压 肖特二极管(SJ-SBD) 功率器件
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基于超结结构的肖特基势垒二极管(英文)
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作者 马奎 杨发顺 傅兴华 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期134-139,共6页
在功率半导体器件中,高的反向击穿电压和低的正向导通电阻之间的矛盾关系是影响其发展的主要因素之一,选用超结结构替代功率半导体器件中的传统电压支持层能够有效缓解这一矛盾关系。该文设计和实现了一种超结肖特基二极管,其中的电压... 在功率半导体器件中,高的反向击穿电压和低的正向导通电阻之间的矛盾关系是影响其发展的主要因素之一,选用超结结构替代功率半导体器件中的传统电压支持层能够有效缓解这一矛盾关系。该文设计和实现了一种超结肖特基二极管,其中的电压支持层采用P柱和N柱交替构成的超结结构。在器件的制作方面,选用成熟的单步微电子工艺,通过4次N型外延和4次选择性P型掺杂来实现超结结构。为便于对比分析,设计传统肖特基二极管和超结肖特基二极管的电压支持层厚度一致,且超结结构中P柱和N柱的杂质浓度均和传统肖特基二极管的电压支持层浓度一致。测试得到传统肖特基二极管的反向击穿电压为110 V,而超结肖特基二极管的反向击穿电压为229 V。表明采用超结结构作为功率半导体器件的电压支持层能够有效提高反向击穿电压,同时降低器件的正向导通电阻,并且当P柱区和N柱区内的电荷量一致时器件的击穿电压最高。 展开更多
关键词 击穿电压 导通电阻 肖特势垒二极管
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GaN基肖特基势垒二极管结构优化研究进展 被引量:4
5
作者 吴月芳 郭伟玲 +1 位作者 陈艳芳 雷亮 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期477-486,共10页
作为宽禁带半导体器件,GaN基肖特基势垒二极管(SBD)有耐高压、耐高温、导通电阻小等优良特性,这使得它在电力电子等领域有广泛应用。本文首先综述了SBD发展要解决的问题;然后,介绍了GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展;接下来,总... 作为宽禁带半导体器件,GaN基肖特基势垒二极管(SBD)有耐高压、耐高温、导通电阻小等优良特性,这使得它在电力电子等领域有广泛应用。本文首先综述了SBD发展要解决的问题;然后,介绍了GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展;接下来,总结了AlGaN/GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展,并着重从AlGaN/GaN SBD的外延片结构、肖特基电极结构以及边缘终端结构等角度,阐述了这些结构的优化对AlGaN/GaN SBD性能的影响;最后,对器件进一步的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 肖特势垒二极管(SBD) 外延片 肖特电极 边缘终端 构优化
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超结与浮结型肖特基势垒二极管的比较研究(英文) 被引量:2
6
作者 曹琳 蒲红斌 陈治明 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期449-453,488,共6页
对浮结型及超结型肖特基势垒二极管静态及动态特性进行了解析及模拟。静态特性通过解析击穿电压与导通电阻之间的关系得到。反向恢复特性通过二极管电容随反向电压变化关系解释,商用混合模拟器MEDICI模拟结果表明浮结结构具有软恢复特性... 对浮结型及超结型肖特基势垒二极管静态及动态特性进行了解析及模拟。静态特性通过解析击穿电压与导通电阻之间的关系得到。反向恢复特性通过二极管电容随反向电压变化关系解释,商用混合模拟器MEDICI模拟结果表明浮结结构具有软恢复特性,软度因子为0.949。超结结构恢复特性较硬,软度因子为0.780 7。当考虑这两种耐压结构时,必须权衡静态及动态之间的关系。 展开更多
关键词 肖特势垒二极管 静态及动态特性
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CMOS兼容的Si基GaN准垂直结构肖特基势垒二极管
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作者 陈延博 杨兵 +4 位作者 康玄武 郑英奎 张静 吴昊 刘新宇 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第3期179-183,共5页
在Si基GaN上制备了与CMOS工艺兼容的高性能准垂直结构肖特基势垒二极管(SBD)。探索了在GaN体材料上基于Ti/Al/Ti/TiN结构的无金欧姆接触工艺,在650℃的N_(2)氛围退火60 s实现了较好的欧姆接触性能。通过采用电感耦合等离子体(ICP)干法... 在Si基GaN上制备了与CMOS工艺兼容的高性能准垂直结构肖特基势垒二极管(SBD)。探索了在GaN体材料上基于Ti/Al/Ti/TiN结构的无金欧姆接触工艺,在650℃的N_(2)氛围退火60 s实现了较好的欧姆接触性能。通过采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀工艺,实现了低损伤的侧壁。同时采用TiN作为肖特基金属,实现了较低的开启电压。器件制备完成后对其进行分析表征。测试和分析结果表明,制备的无金工艺的准垂直GaN SBD实现了0.5 V的低开启电压,0.37 mΩ·cm^(2)的比导通电阻,理想因子为1.06,势垒高度为0.81 eV。器件的击穿电压为256 V,巴利加优值(BFOM)达到了177 MW/cm^(2)。研究表明,采用无金工艺制备GaN SBD具有技术上的可行性,该技术有望降低GaN SBD的制造成本。 展开更多
关键词 SiGaN 肖特势垒二极管(SBD) 准垂直 无金工艺 电感耦合等离子体(ICP)刻蚀 TIN CMOS兼容工艺
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具有场限环终端的6500 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管的研制 被引量:2
8
作者 李嘉琳 桑玲 +2 位作者 郑柳 田丽欣 张文婷 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第2期95-100,共6页
阐述了6 500 V4H-SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的设计、仿真和制备过程,并对流片结果进行了测试,分析了测试结果与仿真结果差异的原因。通过仿真对比分析了漂移区厚度、掺杂浓度、有源区p+区和场限环终端参数对器件电学特性的影响,数值... 阐述了6 500 V4H-SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的设计、仿真和制备过程,并对流片结果进行了测试,分析了测试结果与仿真结果差异的原因。通过仿真对比分析了漂移区厚度、掺杂浓度、有源区p+区和场限环终端参数对器件电学特性的影响,数值模拟优化了器件元胞和终端结构的漂移区、有源区和场限环的结构参数。根据模拟结果,4H-SiC漂移区掺杂浓度为1.08×10^15 cm^-3、厚度为60μm,采用经过优化的70个场限环终端结构,通过完整的工艺流程,完成6 500 V4H-SiC JBS的制备。测试结果显示,室温下当6 500 V4H-SiC JBS正向导通电流密度达到3.53×10^5 A/m^2时,正向压降为4 V,器件的反向击穿电压约为8 000 V。 展开更多
关键词 4H-SIC 场限环终端 势垒肖特(jbs)二极管 功率器件
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GaN基肖特基势垒二极管的结构优化研究进展 被引量:2
9
作者 程海娟 郭伟玲 +2 位作者 马琦璟 郭浩 秦亚龙 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第7期505-512,共8页
氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体材料的代表之一,具有电子饱和速率高、临界击穿电场大、热导率高等优点。GaN基肖特基势垒二极管(SBD)具有工作频率高、导通电阻小、耐高温高压等特点,在电动汽车、数据中心及5G通信技术等领域有广泛... 氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体材料的代表之一,具有电子饱和速率高、临界击穿电场大、热导率高等优点。GaN基肖特基势垒二极管(SBD)具有工作频率高、导通电阻小、耐高温高压等特点,在电动汽车、数据中心及5G通信技术等领域有广泛的应用前景。综述了GaN基SBD的工作原理,目前面临的主要问题,以及器件设计和结构优化的研究进展,包括横向结构(AlGaN/GaN异质结)SBD的外延、肖特基阳极和终端结构的优化;展示了垂直SBD及准垂直SBD的研究进展;最后,对GaN基SBD的进一步发展进行了总结和展望。 展开更多
关键词 氮化镓(GaN) 肖特势垒二极管(SBD) 构优化 垂直器件 准垂直器件
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4H-SiC肖特基势垒二极管结终端刻蚀技术研究
10
作者 王嘉铭 钮应喜 +8 位作者 裴紫微 赵妙 杨霏 李俊杰 李俊峰 张静 许恒宇 金智 刘新宇 《智能电网》 2016年第6期550-553,共4页
碳化硅(SiC)材料在高温、高压、大功率等器件领域有着广阔的应用前景。结终端技术(junction terminal technology,JTT)直接影响着高压SiC肖特基势垒二极管(Schottky barrier diodes,SBD)的耐压性能,而刻蚀技术又是制备结终端结构的关键... 碳化硅(SiC)材料在高温、高压、大功率等器件领域有着广阔的应用前景。结终端技术(junction terminal technology,JTT)直接影响着高压SiC肖特基势垒二极管(Schottky barrier diodes,SBD)的耐压性能,而刻蚀技术又是制备结终端结构的关键技术。研究通过使用SF_6/O_2/Ar、BCl_3/Cl_2/Ar、CF_4/O_2/Ar等不同刻蚀气体体系对SiC材料进行刻蚀,经过一系列的技术优化,最终开发出硬掩蔽倾斜结合CF_4/O_2/Ar气体干法刻蚀SiC的结终端技术。该技术在改善SiC肖特基势垒二极管击穿电压方面有着积极的作用。 展开更多
关键词 SIC 肖特势垒二极管 终端技术 耐压性能
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基于肖特基势垒二极管三维电磁模型的220GHz三倍频器 被引量:9
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作者 张勇 卢秋全 +2 位作者 刘伟 李理 徐锐敏 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期405-411,共7页
采用阻性肖特基势垒二极管UMS DBES105a设计了一个太赫兹三倍频器.为了提高功率容量和倍频效率,该倍频器采用反向并联二极管对结构实现平衡式倍频.根据S参数测试曲线建立了该二极管的等效电路模型并提取了模型参数.由于在太赫兹频段二... 采用阻性肖特基势垒二极管UMS DBES105a设计了一个太赫兹三倍频器.为了提高功率容量和倍频效率,该倍频器采用反向并联二极管对结构实现平衡式倍频.根据S参数测试曲线建立了该二极管的等效电路模型并提取了模型参数.由于在太赫兹频段二极管的封装影响到电路的场分布,将传统的二极管SPICE参数直接应用于太赫兹频段的电路设计存在一定缺陷,因此还建立了二极管的三维电磁模型.基于该模型研制出的220 GHz三倍频器最大输出功率为1.7 mW,最小倍频损耗为17.5 dB,在223.5 GHz^237 GHz输出频率范围内,倍频损耗小于22 dB. 展开更多
关键词 太赫兹 平衡式倍频 肖特势垒二极管 谐波平衡法
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4H-SiC肖特基势垒二极管伏-安特性的解析模型 被引量:5
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作者 常远程 张义门 张玉明 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期467-471,共5页
在分析 4H SiC肖特基势垒二极管正向电流热电子发射理论的基础上 ,计算了肖特基势垒高度eff和串联电阻Ron.通过对反向电流各种输运机制的分析 ,提出了一种计算反向电流密度的理论模型 .计算结果与实验数据的比较表明 ,隧道效应是反向... 在分析 4H SiC肖特基势垒二极管正向电流热电子发射理论的基础上 ,计算了肖特基势垒高度eff和串联电阻Ron.通过对反向电流各种输运机制的分析 ,提出了一种计算反向电流密度的理论模型 .计算结果与实验数据的比较表明 ,隧道效应是反向电流的主要输运机理 . 展开更多
关键词 肖特势垒二极管 隧道效应 碳化硅 伏-安特性 解析模型
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SiC肖特基势垒二极管的反向特性 被引量:2
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作者 杨霏 闫锐 +8 位作者 陈昊 张有润 彭明明 商庆杰 李亚丽 张雄文 潘宏菽 杨克武 蔡树军 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第1期6-9,共4页
在n型4H-SiC衬底上的n型同质外延层的Si面制备了纵向肖特基势垒二极管(SBD),研究了场板、场限环及其复合结构等不同终端截止结构对于反向阻断电压与反向泄漏电流的影响。场板(FP)结构有利于提高反向阻断电压,减小反向泄漏电流。当场板... 在n型4H-SiC衬底上的n型同质外延层的Si面制备了纵向肖特基势垒二极管(SBD),研究了场板、场限环及其复合结构等不同终端截止结构对于反向阻断电压与反向泄漏电流的影响。场板(FP)结构有利于提高反向阻断电压,减小反向泄漏电流。当场板长度从5μm变化到25μm,反向阻断电压随着场板长度的增加而增加。SiO2厚度对于反向阻断电压有重要的影响,当厚度为0.5μm,即大约为外延层厚度的1/20时,可以得到较大的反向阻断电压。当场限环的离子注入区域宽度从10μm变化到70μm,反向阻断电压也随之增加。FLR和FP复合结构对于改善反向阻断电压以及反向泄漏电流都有作用,同时反向阻断电压对于场板长度不再敏感。采用复合结构,在10μA反向泄漏电流下最高阻断电压达到1 300V。讨论了离子注入剂量对于反向阻断电压的影响,注入离子剂量和反向电压的关系表明SBD结构不同于传统PIN结构的要求。当采用大约为150%理想剂量的注入剂量时才可达到最高的反向阻断电压而不是其他报道的75%理想剂量,此时的注入剂量远高于PIN结构器件所需的注入剂量。 展开更多
关键词 碳化硅 肖特势垒二极管 反向阻断电压 反向泄漏电流 场限环 场板 离子注入
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AlGaN肖特基势垒二极管的研制 被引量:1
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作者 邵庆辉 叶志镇 +3 位作者 黄靖云 赵炳辉 江红星 林景瑜 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1244-1247,共4页
为研制适合高温高压下工作的整流器件,利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术生长的AlGaN/GaN/蓝宝石材料,采用电子束蒸发的方法,用Au和Ti/Al分别作为肖特基接触和欧姆接触的电极,制备了AlGaN肖特基二极管,并对其工艺过程和器件特性进行... 为研制适合高温高压下工作的整流器件,利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术生长的AlGaN/GaN/蓝宝石材料,采用电子束蒸发的方法,用Au和Ti/Al分别作为肖特基接触和欧姆接触的电极,制备了AlGaN肖特基二极管,并对其工艺过程和器件特性进行了研究.IV测试表明该AlGaN肖特基二极管具有明显的整流特性和较高的反向击穿电压(95V),理想因子为1.93.经300℃1min退火,该器件正、反向IV特性都得到明显改善.采用变温IV法对Au/AlGaN接触的肖特基势垒高度进行了标定,其势垒高度高达1.08eV,更适合在高压、大电流条件下工作. 展开更多
关键词 ALGAN 肖特势垒二极管 势垒高度
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结势垒控制肖特基整流管特性分析与建模 被引量:1
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作者 田敬民 高勇 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 1994年第6期15-19,共5页
在分析结势垒控制肖特基整流管工作机理的基础上,详细讨论器件特性与结构参数的关系;给出了器件优化设计的依据;建立了适用于SPICE电路分析程序的等效电路模型。
关键词 肖特势垒 整流管 势垒控制
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截止频率1.2 THz的GaN肖特基二极管及其三倍频单片集成电路
16
作者 代鲲鹏 纪东峰 +4 位作者 李俊锋 李传皓 张凯 吴少兵 章军云 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第5期384-389,F0002,共7页
通过设计不同掺杂浓度和厚度的GaN低掺杂外延层,制造了两款SiC基GaN肖特基势垒二极管(Schott⁃ky barrier diode,SBD)。结果显示在低掺杂层厚度为80 nm,掺杂浓度为8×10^(17)cm^(−3)条件下制备的GaN SBD截止频率高达1.2 THz。基于该... 通过设计不同掺杂浓度和厚度的GaN低掺杂外延层,制造了两款SiC基GaN肖特基势垒二极管(Schott⁃ky barrier diode,SBD)。结果显示在低掺杂层厚度为80 nm,掺杂浓度为8×10^(17)cm^(−3)条件下制备的GaN SBD截止频率高达1.2 THz。基于该SBD管芯制备了平衡式三倍频单片集成电路,室温下三倍频电路在305~330 GHz频段内连续波饱和输出功率大于10 mW,带内最大输出功率达25 mW,最高倍频效率达到3.3%。 展开更多
关键词 GaN肖特势垒二极管 三倍频 单片集成电路 太赫兹 梁式引线
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Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管电学特性研究 被引量:1
17
作者 王胜 黄伟 +1 位作者 张树丹 许居衍 《电子与封装》 2010年第10期24-27,共4页
文中首次提出在Ni中掺入夹层W的方法来提高NiSi的热稳定性。具有此结构的薄膜,经600℃~800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□。经Raman光谱分析表明,薄膜中只存在NiSi相,而没有NiSi2生成。Ni(W)Si的薄层电阻由低阻转变为... 文中首次提出在Ni中掺入夹层W的方法来提高NiSi的热稳定性。具有此结构的薄膜,经600℃~800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□。经Raman光谱分析表明,薄膜中只存在NiSi相,而没有NiSi2生成。Ni(W)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺W的镍硅化物的转变温度的上限提高了100℃。Ni(W)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650℃~800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.65eV,理想因子接近于1。 展开更多
关键词 Ni(W)Si 肖特势垒二极管 XRD RAMAN光谱 快速热退火
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III族氮化物基的肖特基势垒二极管的研制
18
作者 俞慧强 张荣 +4 位作者 周玉刚 沈波 顾书林 施毅 郑有炓 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第7期50-53,共4页
研制了三类不同金属和III族氮化物接触的肖特基势垒二极管。测量了器件的电流 电压特性 。
关键词 III族氮化物 肖特势垒二极管 氮化钾 半导体材料 氮化铝 理想因子 势垒高度 能带
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PtSi/n—Si肖特基势垒二极管的研制
19
作者 李国正 袁赵祥 李道全 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 1995年第4期4-6,共3页
本文利用PtSi/n-Si接触试制成一种新的肖特基势垒二极管,其反向击穿电压一般在15V以上,最高达到35V。测试了它的I-V特性,并与理论计算结果进行了比较和分析。
关键词 肖特势垒 二极管 掺杂 PTSI
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Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管研制
20
作者 张发生 李欣然 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期29-32,共4页
采用微电子平面工艺,高真空电子束热蒸发金属Ni分别作肖特基接触和欧姆接触,二级场限环终端表面保护,研制出Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。I-V特性测量说明,Ni/4H-SiCSBD有较好的整流特性,热电子发射是其主要的运输机理。反向击穿电... 采用微电子平面工艺,高真空电子束热蒸发金属Ni分别作肖特基接触和欧姆接触,二级场限环终端表面保护,研制出Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。I-V特性测量说明,Ni/4H-SiCSBD有较好的整流特性,热电子发射是其主要的运输机理。反向击穿电压达1500V,理想因子为1.2,肖特基势垒高度为0.92eV。 展开更多
关键词 碳化硅 肖特势垒二极管 电特性
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