新型4H-SiC肖特基二极管的仿真与分析

设计了斜面结构碳化硅肖特基二极管(4H-SiC SBD)并且在器件中加入场环结构,通过基于半导体物理理论的计算机辅助设计软件(Silvaco-TCAD)分析计算了常规结构和新结构SiC-SBD器件的V-I特性、击穿电压、温度热学分布。对比计算结果,可知新结构SiC-SBD器件击穿电压提高至2300V,导通电阻减小,温度热学分布明显优于常规结构SiC-SBD器件。     

4H-SiC肖特基势垒二极管温度特性研究

采用平面工艺，用高真空电子束分别蒸发金属Ni、Ti做肖特基接触，采用多层金属Ni、Ti、Ag合金做欧姆接触，制作出Ni／4H—SiC、Ti／4H—SiC肖特基势垒二极管(SBD)．研究了在-100～500℃之间器件正向直流压降与温度变化的关系．实验表明：当通过肖特基势垒二极管的正向电流恒定时，器件正向直流压降随温度变化具有线性关系，斜率约为1．8mV／℃，由此，提出了以4H—SiC肖特基势垒二极管为基础的高温温度传感器模型．     

4H-SiC肖特基二极管温度传感器模型分析

在4H-SiC肖特基二极管正向电流热电子发射理论基础上,得出了理想因子、势垒高度及串联电阻随温度变化的特性值,并结合考虑三者随温度变化的特性提出了一种计算正向电流密度的理论模型.通过对肖特基二极管的正向特性在300～500 K的温度范围内的电流-电压曲线模拟,表明温度升高对正向特性的影响比较显著,肖特基二极管适合于高温工作,同时表明热电子发射是其主要运输机理.     

4H-SiC肖特基二极管载流子输运的温度效应

以Cree公司生产的碳化硅肖特基二极管为研究对象,对其进行I-V测试.通过对实验数据的理论模拟,研究了碳化硅肖特基二极管的载流子输运机理及温度效应.研究结果表明:温度升高,碳化硅肖特基二极管的肖特基势垒高度降低,漏电流急剧增加.正向导通时符合热电子发射机理,镜像力和隧穿效应共同作用使得反向偏压下的漏电流增加并能较好地和实验值相一致.     

金属硅化物—硅功率肖特基二极管

本文用X射线衍射（XRD）方法、俄歇电子能谱（AES）分析和电学测量方法研究了Ti/Si、Ni/Si和Cr/Si三种结构的金属硅化物的形成和特性。用电流－电压法和电容－电压法测量分析了TiSi2/n-Si、Nix/n-Si和CrSi2/N-Si三种肖特基势垒二极管特性，其势垒高度分别为0．61eV、0．66eV0．66eV，理想因子均接近1。用此项技术制作的金属硅化物－n型硅肖特功率二极管有优异的电学性能。     

4H-SiC基半超结VDMOSFET单粒子烧毁效应

4H-SiC半超结垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOSFET)由于N型底部辅助层(NBAL)的引入,可以采用相对较小深宽比的超结结构,从而降低了制造工艺的成本与难度。利用器件仿真器Atlas建立了器件的二维仿真结构,对4H-SiC超结和半超结VDMOSFET的单粒子烧毁(SEB)效应进行了对比,随后研究了NBAL浓度变化对4H-SiC半超结VDMOSFET抗SEB能力的影响。结果表明,在相同漏电压下,NBAL导致半超结VDMOSFET在N-漂移区/N+衬底结处的电场峰值比超结VDMOSFET的电场峰值降低了27%。超结VDMOSFET的SEB阈值电压(VSEB)为920V,半超结VDMOSFET的VSEB为1 010V,半超结VDMOSFET的抗SEB能力提升了10%。随着NBAL浓度的逐渐增加,半超结VDMOSFET的抗SEB能力先增强后减弱,存在一个最优的NBAL浓度使其抗SEB能力最好。     

p型Al/6H-SiC肖特基二极管特性的研究

作者研究了p型Al/6H -SiC肖特基二极管的基本制作工艺及其电学参数 .采用电流 -电压法 (I～V) ,测试了肖特基二极管的理想因子n和肖特基势垒高度b.对其基本电学参数n和b 的温度特性进行了研究 .分析了串联电阻对I～V特性的影响 .     

点缺陷对4H-SiC的影响

碳化硅(SiC)是一种新型的宽禁带半导体材料,但在实际生产过程中存在各种缺陷.通过第一性原理平面波法计算了4H-SiC薄膜上的碳空位缺陷(VC)和硅空位缺陷(VSi)的态密度从而得出不同缺陷对4H-SiC材料的影响.并在此基础上计算了磷原子和硼原子掺杂,得出两种不同的掺杂类型对4H-SiC材料造成的影响;并计算了缺陷的...     

功率肖特基势垒整流二极管科技成果及产业化发展

功率肖特基势垒整流二极管属新型电子元器件,具有高速和大电流低正向压降等特点,将科技成果转化为产业化大规模生产,可满足日益增长的国内外市场需求。     

Ku波段肖特基二极管功率检波器的设计与制作

对作为功率探针的低势垒肖特基二板管检波器进行了微波特性分析,给出了大信号、小信号情况下的检波特性。并利用高频电磁场仿真软件对检波滤波器进行了仿真分析,得到了该器件的S参数,给出实际测试结果。设计中使用混合集成工艺将整个系统包括耦合结构、检波滤波电路置于矩形腔体内,实现了部件的小型化、重轻化。     

n型4H-SiC湿氧二次氧化退火工艺与SiO_2/SiC界面研究

在传统氧化工艺的基础上,结合低温湿氧二次氧化退火制作4H-SiC MOS电容. 通过I-V测试,结合Fowler-Nordheim(F-N)隧道电流模型分析了氧化膜质量;使用Terman法计算了SiO2/SiC界面态密度;通过XPS测试对采取不同工艺的器件界面结构进行了对比. 在该工艺下获得的氧化膜击穿场强为10MV*cm-1,SiC/SiO2势垒高度2.46eV,同时SiO2/SiC的界面性能明显改善,界面态密度达到了1011eV-1*cm-2量级,已经达到了制作器件的可靠性要求.     

4H-SiC紫外光光电晶体管模拟与分析

根据光电晶体管的物理机理和SiC材料参数,建立了4H-SiC紫外光电晶体管的数值模型,利用Silvco软件对其I-V特性和光谱响应等特性进行了模拟与分析;通过研究4H-SiC紫外光电晶体管不同结构尺寸下的光谱响应特性,对其各区掺杂浓度与厚度等参数进行优化设计。结果表明,优化后的光电晶体管光谱响应范围为200～380 nm,峰值波长为270 nm,相应的响应度为300A/W,而对可见-红外光的响应度均小于2 A/W,具有较高的紫外光分辨率,可以实现在较强的红外及可见光背景下有效地进行紫外光探测。     

一种基于第一性原理的4H-SiC结构缺陷计算模型

本文运用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法,根据原子尺度上的缺陷特性研究了4H—SiC的位错结构模型,并对4H—SiC基面位错的结构进行分析。建立了一种模型。文章简要介绍了4H-SiC材料中结构缺陷的分子动力学模拟方法,势能模型及主要技术细节。     

Al掺杂4H-SiC第一性原理计算及二次离子质谱分析

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,使用CASTEP软件建立了4H-SiC重掺杂模型,对通过激光辐照固态Al膜制备的p型重掺杂4H-SiC薄膜的晶体结构和电子结构进行了计算分析,研究获得不同浓度Al掺杂4H-SiC的能带结构和态密度.结果表明,随着Al原子掺杂浓度的增大,辐照样品禁带宽度随之减小,费米能级进入价带,体现出p型半导体的特征.结合二次离子质谱测试分析,得到Al掺杂浓度随辐照层深度的变化规律,Al掺杂浓度在30 nm范围内较为均匀,约为1×10^20cm^-3.证明KrF准分子激光可以实现4H-SiC之Al原子重掺杂,随着深度的增加,激光能量密度逐渐降低,4H-SiC内Al原子掺杂浓度相应降低.验证了激光辐照Al膜掺杂所制备4H-SiC样品的p型半导体特征,得到了Al掺杂浓度随激光辐照深度的变化规律.     

光伏发电及其所处电力系统可靠性评估研究进展

对光伏发电可靠性建模中辐照度模型、环境温度模型、光伏元件的随机停运模型等内容进行综述;对现有光伏发电及其所处电力系统可靠性评估方法及可靠性指标进行总结;综述了光伏发电对配电网及发电系统的影响,指出增加储能装置、风光互补发电、风光储组合运行是提高光伏发电及其所处电力系统可靠性的3种方法;最后对光伏发电及其所处电力系统可靠性评估的未来研究趋势做出展望.