4H-SiC肖特基二極管高溫可靠性研究.pdf

1、SiC材料由于其較大禁帶寬度、高熱導(dǎo)率在未來半導(dǎo)體材料中有著良好應(yīng)用前景,然而實際工作中SiC器件由于自身散熱導(dǎo)致特性出現(xiàn)明顯退化,環(huán)境溫度較高的情況下退化現(xiàn)象更加嚴重。本文主要從理論和實驗方面研究了4H-SiC肖特基二極管的高溫特性以及工作時自身的產(chǎn)熱對IV特性的影響。
　　本文采用ISE-TCAD軟件建立了4H-SiC材料的熱導(dǎo)率模型和功率器件的電熱仿真模型。研究了自熱效應(yīng)下4H-SiC SBD電學(xué)特性及溫度分布,確定了金半接

2、觸部分為器件的最高溫度區(qū)域,這意味著金半接觸區(qū)域最有可能出現(xiàn)熱失控。仿真和實驗結(jié)果均出現(xiàn)電流隨著外加電壓的升高會出現(xiàn)達到峰值隨后緩慢下降的現(xiàn)象,定義電流達到峰值時對應(yīng)的器件結(jié)溫為電流峰值結(jié)溫。進而研究了峰值電流和電流峰值結(jié)溫與器件熱阻、環(huán)境溫度的關(guān)系。仿真結(jié)果表明:峰值電流的大小會同時受到環(huán)境溫度和熱阻的影響,高環(huán)境溫度和高熱阻值會使峰值電流降低,導(dǎo)致器件性能更嚴重的退化。因此通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)和封裝形式來降低熱阻是改善其正向特性的重要措