大数跨境

芯课堂 | SiC SBD碳化硅肖特基二极管结构分析

芯课堂 | SiC SBD碳化硅肖特基二极管结构分析 芯干线科技
2024-09-20
1
导读:在上一次的微课堂中,我们已经讲述了碳化硅肖特基二极管(SiC SBD)的基本概念。今天,我们将继续深入讲解SiC SBD碳化硅肖特基二极管的结构分析。

在上一次的微课堂中,我们已经讲述了碳化硅肖特基二极管(SiC SBD)的基本概念。

今天,我们将继续深入讲解SiC SBD碳化硅肖特基二极管的结构分析。


为了形成肖特基势垒,将半导体SiC与金属相接合(肖特基结)。结构与Si肖特基势垒二极管基本相同,其重要特征也是具备高速特性。


而SiC-SBD的特征是其不仅拥有优异的高速性还同时实现了高耐压。要想提高Si-SBD的耐压,只要增厚图中的n-型层、降低载流子浓度即可,但这会带来阻值上升、VF变高等损耗较大无法实际应用的问题。


因此,Si-SBD的耐压200V已经是极限。而SiC拥有超过硅10倍的绝缘击穿场强,所以不仅能保持实际应用特性且可耐高压。


‌SiC SBD作为用SiC作为高频器件结构的 SBD(肖特基势垒二极管),能够获得 600V 以上的高耐压二极管(Si 的 SBD 最高耐压约为 200V 左右)。


图1:Si肖特基势垒二极管和SiC肖特基势垒二极管


其中,第二代 SBD 属于纯肖特基(Pure Schottky)结构,所采用的是仅在漂移层上附加肖特基金属的简易结构。


然而,在高温条件下,漂移层的电阻会增大,所以与 Si FRD 相比,当有正向浪涌电流通过时,因自发热对电流进行限制的尖峰浪涌电流 IFSM 有降低的趋势。在 PFC 电路中,如果不使用旁路二极管,电路启动时产生的浪涌电流可能致使 SBD 出现故障。 


因此,第三代 SBD 运用了结势垒肖特基(JBS:Junction Barrier Schottky)结构,将 IFSM 特性提升至第二代产品的 2 倍左右。JBS 结构在肖特基界面上制作了细小的 PN 结二极管,当大电流流过时,通过 PN 结注入空穴,能够抑制漂移层电阻的增大,对浪涌电流具有较高的耐受性,因此在没有旁路二极管的 PFC 电路中也能够使用。


图2:第二代和第三代 SiC SBD 的结构区别



关于芯干线科技

芯干线科技是一家由功率半导体资深海归博士、电源行业市场精英和一群有创业梦想的年轻专业人士所创建宽禁带功率器件原厂。2022年被评为规模以上企业,2023年国家级科技型中小企业、国家级高新技术企业,通过了ISO9001生产质量管理体系认证。在2024年通过了IATF16949汽车级零部件生产质量管理体系认证。

公司自成立以来,深耕于功率半导体Si MOS & IGBT、GaN HEMT、SiC MOS & SBD、IGBT 和 SiC Module等功率器件及模块的研发和销售。产品被广泛应用于消费、光伏、储能、汽车、Ai服务器、工业自动化等能源电力转换与应用领域。

【声明】内容源于网络
0
0
芯干线科技
芯干线科技(X-IPM Technology)是一家宽禁带功率器件原厂。公司自成立以来,深耕于半导体功率器件及模块的研发、销售和应用技术服务。产品被广泛应用于海洋电子、移动出行、电动工具、低空飞行、消费电子、Ai算力等能源电力转换与应用领域
内容 0
粉丝 0
芯干线科技 芯干线科技(X-IPM Technology)是一家宽禁带功率器件原厂。公司自成立以来,深耕于半导体功率器件及模块的研发、销售和应用技术服务。产品被广泛应用于海洋电子、移动出行、电动工具、低空飞行、消费电子、Ai算力等能源电力转换与应用领域
总阅读0
粉丝0
内容0