高壓4H-SiC功率整流器的模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)異的物理特性，使其能在高壓、高溫的環(huán)境下工作，極大地提高了現(xiàn)有能源的轉(zhuǎn)換效率，不僅在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，而且在太陽(yáng)能、風(fēng)能、混合動(dòng)力車輛等新能源領(lǐng)域也能發(fā)揮重要作用。
　　高壓碳化硅功率整流器由于具有優(yōu)異的直流特性和開關(guān)特性，特別適合在高壓功率電力電子領(lǐng)域使用。4H-SiC PiN功率整流器在獲得極高的的反向擊穿電壓的同時(shí)又能使反向泄漏電流抑制到最低。4H-SiC JBS功率整流器具有獨(dú)

2、特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其能夠兼顧 PiN二極管高擊穿電壓和 SBD低導(dǎo)通電阻等優(yōu)點(diǎn)，是目前4H-SiC功率整流器中最為常見的器件之一。本文以半導(dǎo)體器件物理基本理論為基礎(chǔ)，利用業(yè)界主流的器件仿真軟件Silvaco-Atlas對(duì)4H-SiC PiN和4H-SiC JBS功率整流器進(jìn)行了研究。
　　首先根據(jù)理論分析和仿真驗(yàn)證，完成器件元胞參數(shù)的確定。以數(shù)值仿真工具為基礎(chǔ)，對(duì)兩種器件的正向特性、溫度特性以及瞬態(tài)特性進(jìn)行了理論分析和仿真研究。其次

3、對(duì)各種常規(guī)結(jié)終端技術(shù)，包括場(chǎng)板（Field Plate，F(xiàn)P）技術(shù)、場(chǎng)限環(huán)（Field Limiting Ring，F(xiàn)LR）技術(shù)以及多種結(jié)終端擴(kuò)展（Junction Termination Extension， JTE）技術(shù)進(jìn)行了仿真研究。其中對(duì)一種空間電荷調(diào)制JTE（Space Modulated JTE，SM-JTE）終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究，該結(jié)構(gòu)采用了終端電荷調(diào)制技術(shù)降低JTE結(jié)構(gòu)的末端等效劑量，避免了普通 JTE終端結(jié)構(gòu)的提前擊