单区JTE终端结构4H-SiC PIN雪崩二极管击穿特性研究

作为第三代宽禁带半导体材料的碳化硅（SiC）具有高临界电场、高热导率等特性，以此材料制作成的PIN功率二极管器件可以满足高速轨道交通、航空航天等领域的高压、高温、抗辐射等要求。目前传统的4H-SiC PIN雪崩二极管容易受到电场集边效应的影响，从而导致器件的提前击穿。为了降低这种效应，利用Sentaurus TCAD软件设计一种具有单区结终端扩展结构（junction termination extension,JTE）的4H-SiC PIN雪崩二极管，在此基础上重点分析了JTE层的横向长度与掺杂浓度水平对二极管击穿特性的影响。仿真结果表明：从单区JTE终端结构4H-SiC PIN二极管研究中得到的最大外击穿电压约为1 670 V，为理论击穿电压的87%；相较于传统器件所具有的267.5 V的击穿电压，单区JTE二极管的耐压性更好，可靠性更高。