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随着电力电子技术应用的深入,尤其是主开关器件工作频率的不断提高,对功率二极管性能提出了更高的要求,多年来硅P-i-N二极管一直在这方面扮演着重要角色。但是,其开关功耗随着开关频率的提高而增大以至于不得不采用寿命控制技术(掺金、铂和辐照等)来降低少数载流子寿命从而降低开关功耗。然而,少子寿命控制技术在减少存贮电荷(Q_s)的同时,也增大了正向通态压降(V_f)和反向漏电流(I_r);很难实现Q_s-V_f-I_r三者良好的折衷关系。SiGe材料和Si/SiGe异质结技术的出现改变了这种状况。本文将SiGe技术应用于功率半导体器件的特性改进,提出了新型P~+(SiGe)-n~-n~+异质结开关功率二极管结构。在分析器件结构机理的基础上,建立了该器件的计算机模拟模型并用MEDICI模拟了该器件的静态特性、动态特性和温度特性,并针对SiGe层厚度、SiGe层中Ge的摩尔含量以及n~-区厚度等关键参数进行了优化设计。研究结果表明,P~+(SiGe)-n~--n~+异质结开关功率二极管具有低的正向压降,较少的存贮电荷,快而软的反向恢复特性,其性能远远超过Si的同类型结构;经过优化设计,认为20nm的SiGe层厚度,20%的Ge摩尔含量,10μm的n~-区厚度的P~+(SiGe)-n~--n~+异质结开关功率二极管器件性能最优。