4H-SiC MPS ديود رقاقة الفوقي
يتميز الصمام الثنائي PiN Schottky (MPS) المدمج بخصائص جهد التشغيل المنخفض، وتيار التوصيل العالي، وسرعة التبديل السريعة، وتيار التسرب العكسي المنخفض، وجهد الانهيار العالي، مما يجعله صمام ثنائي الطاقة الأكثر مثالية. الجمع بين الخصائص الأمامية والتحويلية الممتازة لثنائيات SBD وخصائص الانهيار المتميزة لثنائيات PiN. إن خصائص المواد الممتازة لـ SiC، جنبًا إلى جنب مع المزايا الهيكلية الفائقة لثنائيات MPS، تجعل ثنائيات SiC MPS أكثر أنواع صمامات الطاقة الواعدة للتطوير. يتكون هيكل MPS حاليًا بشكل أساسي من مادة 4H-SiC. يمكن أن تنمو PAM-XIAMEN4H-SiC رقاقة الفوقيلتصنيع الصمام الثنائي MPS، خذ بنية epi التالية كمرجع:
1. 4H-كربيدMPS ديودالهيكل الفوقي
| طبقة Epilayer | مادة | سماكة | تركيز المنشطات |
| طبقة الانجراف | ن- 4H-SiC برنامج التحصين الموسع | - | - |
| المادة المتفاعلة | n+ 4H-SiC الركيزة |
2. كربيد السيليكونتم الدمجدبوس شوتكيدcom.iode سهيكل ودبليوorkingصمبدأ
يظهر الشكل 1 الهيكل الأساسي للصمام الثنائي MPS. بالإضافة إلى منطقة P+ صغيرة الحجم، هناك أيضًا منطقة P+ كبيرة الحجم تستخدم لتحسين موثوقية زيادة الجهاز. وظيفة منطقة P+ الصغيرة هي تمامًا نفس وظيفة منطقة P+ في صمامات JBS، بينما وظيفة منطقة P+ الكبيرة هي تحسين توصيلية الجهاز تحت التيارات العالية. في التيار العالي، سيتم فتح تقاطع PN المقابل لمنطقة P + العالية وحقن ناقلات الأقلية في منطقة الانجراف بالجهاز؛ سيؤدي تأثير تعديل الموصلية الناتج إلى تقليل مقاومة الجهاز بشكل كبير.
الشكل 1: رسم تخطيطي لهيكل الصمام الثنائي 4H-SiC MPS
من منظور الخصائص الهيكلية للجهاز، لا يوجد فرق أساسي بين الثنائيات MPS والثنائيات JBS، وخصائصها الهيكلية هي الترتيب المتناوب لمناطق P+ ومناطق شوتكي. يكمن الاختلاف بين الجهازين في أوضاع التشغيل الخاصة بهما: في الثنائيات JBS، تحمي منطقة P+ المجالات الكهربائية العالية فقط عندما يكون الجهاز متحيزًا عكسيًا لتقليل التسرب عند تقاطع شوتكي، ولا يعمل عندما يكون الجهاز متحيزًا للأمام؛ في ثنائيات شوتكي MPS، تلعب منطقة P+ نفس الدور عندما يكون الجهاز متحيزًا عكسيًا، وتشارك أيضًا في التوصيل عندما يكون الجهاز متحيزًا للأمام ويكون جهد التحيز الأمامي مرتفعًا، وذلك لتحسين التوصيل ثنائي القطب للجهاز.
تشتمل سيناريوهات تطبيق ترانزستور SiC Schottky MPS على PFC، ودوائر التعزيز، ومحركات المحركات ذات الجهد العالي والطاقة العالية.
3. عملية الاتصال الأومي من النوع Pلثنائيات SiC MPS
تعد عملية الاتصال الأومية من النوع P هي الفرق الأكثر أهمية بين عملية الصمام الثنائي MPS وعملية الصمام الثنائي JBS، وهي أيضًا الخطوة الأكثر أهمية في العملية. في حالة الزيادات الحالية العالية، سيتم فتح تقاطع PN المقابل لمنطقة P + الكبيرة في الصمام الثنائي MPS لتعزيز التوصيل ثنائي القطب للجهاز وتحسين قدرته على تحمل الزيادات الحالية العالية. لذلك، يجب أن يوفر الاتصال الأومي الجيد لمنطقة P+ مقاومة اتصال صغيرة بما فيه الكفاية لتقليل انخفاض جهد الجهاز في وضع التشغيل ثنائي القطب.
بالمقارنة مع التلامس الأومي على N-type SiC، فإن التلامس الأومي في منطقة P+ الكبيرة في المنطقة النشطة المطلوبة لعملية الصمام الثنائي SiC MPS يكون أكثر صعوبة في تحقيقه. والسبب هو أن منطقة P+ تتشكل عن طريق زرع الأيونات، مع تركيز محدود للمنشطات، ولا يتم توزيع أيونات المنشطات بشكل موحد داخل أشباه الموصلات. فقط في نطاق 0.1-0.2 ميكرومتر قريب جدًا من السطح يمكن أن يصل تركيز المنشطات إلى 1e18 سم-3. هناك أيضًا مشكلة في معدل تنشيط الأيونات التي يتم حقنها في وقت واحد. في ظل ظروف التلدين النموذجية ذات درجة الحرارة العالية، يمكن تنشيط حوالي 20-65% فقط من الأيونات المحقونة، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز المنشطات الفعال. لذا فإن عملية الاتصال الأومية من النوع P لثنائيات SiC MPS تتطلب اهتمامًا خاصًا.
المواد المعدنية شائعة الاستخدام لجهات الاتصال الأومية من نوع SiC من النوع P تشمل Pd وNi وPt وAl. يمتلك المعدن نفسه وظيفة عمل منخفضة، لكن العديد من الدراسات أفادت أنه يمكن أن يشكل اتصالات أومية جيدة على نوع P-SiC. بالنظر إلى نقطة الانصهار المنخفضة لمعدن آل نفسه (~660 درجة مئوية)، يتم تحقيق ذلك بشكل عام عن طريق التكديس أو السبائك مع معادن أخرى لزيادة نقطة الانصهار. تتضمن المجموعات الشائعة Ti/Al، وTi/Ni/Al، وAl/Ti/Al، وما إلى ذلك.
سواء كنت بحاجة إلى الرقائق الفوقية 4H-SiC للبحث أو للتطبيقات الصناعية، يرجى الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني على[email protected] و [email protected].