碳化硅二极管的反向漏电流技术

  功率系统中，反向漏电流是二极管的一个重要参数。当器件处于反向阻断态时，高的反向漏电流将导致大的热损耗。由于SBD的反向漏电流对结的温度很敏感，如果反向漏电导致热损耗达到一定程度，结温度会上升从而导致热系统的正反馈，并形成热失控而引起器件永久性毁坏。因此，减小反向漏电流是器件设计必须考虑的重要因素。
  对于SIC SBD，前述的4项中有两项对反向漏电流的贡献较大。首先是热电子发射电流，是SBD反向漏电流的主要分量。随着反向偏压的增加，镜像力降低效应将进一步较小肖特基势垒Ф_B，并使反向漏电流增加。对于一维的肖特基结，表面电场(E_m)可以表示为

式中，V_R是反向偏压；V_bi是肖特基结的内建电势。由于反向漏电流与肖特基势垒高度呈指数关系，随着反向偏压的增加，势垒高度降低将对反向漏电流增加有很大影响。
  由于SIC材料较大的禁带宽度和高的临界击穿电场，随着二极管两端反向偏压的增加，肖特基结可以承受高于2MV/cm的电场。这一点对反向漏电有很大贡献。
  图1显示了参考文献口，圈中击穿电压为10.8kv的4H-SIC SBD反向漏电流曲线，可以看出，随着电压增加，反向漏电流增加了6个数量级。虽然器件没有达到击穿，由于必须考虑器件的自热，只测量到10.8kv.这种情况对于SIC SBD很常见，因为在高反向阻断电压下，过大的反向漏电流将引起严重的自热问题，所以不能有效测试雪崩击穿。
  在SIC SBD中，势垒高度不均匀也是引起实际反向漏电流比预计的热电子发射电流大的一个原因。由于外延层界面处存在缺陷，使局部的SiC/金属接触界面的势垒高度降低。金属材料的不均匀也是引起反向漏电，反向漏电流较大的可能原因。


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