炭化ケイ素 (SiC) 材料は、バンドギャップ幅や臨界破壊電界強度などの重要な特性において大きな利点があり、高電圧ショットキー ダイオードの製造に使用できます。 現在、650V ～ 1700V の SiC ショットキー ダイオードは、民生、産業、自動車などの分野で広く使用されています。 SiC ベースのショットキー ダイオード アレイは、エネルギー効率が高く、電力密度が高く、サイズが小さく、信頼性が高いため、パワー エレクトロニクス技術の分野におけるシリコンの限界を打ち破り、新エネルギーおよびパワー エレクトロニクスに推奨されるデバイスとなる可能性があります。 PAM-XIAMEN が提供できるのは、SiCエピタキシーショットキー ダイオードの準備には、次のような特定の構造を備えています。
1. SiC上のショットキーダイオードエピタキシャル構造
エピタキシャル層: N-ドリフト (低濃度ドープ)、主に逆耐電圧に耐えるために使用されます。
基板層: N+(高濃度ドープ)、抵抗特性を示し、耐電圧に欠けます。
製品の競争力を高めるために、炭化ケイ素ショットキーダイオードの構造も、標準的なショットキーバリアダイオード（SBD）構造（図1a）から接合バリアショットキーダイオード（JBS）に進化しました。 いわゆるJBSでは、エピタキシャル層の表面にPウェルを注入します（図1b）。 デバイスが背圧を受けると、P ウェルと N- を通って P の周囲に空乏層が形成され、リーク電流が減少し、デバイスの逆耐圧が向上します。
図 1 ショットキー ダイオードの構造の概略図: SBD; b. JBS
2. ショットキーダイオードはどのように機能しますか?
ショットキー ダイオードの基本構造を図 1a に示します。 基本的に、金属と半導体材料が接触すると、半導体界面のエネルギーバンドが曲がり、ショットキー障壁が形成されます。 金属と半導体が接触すると、電子が半導体から金属に流れ込みます。 半導体は電子を失うと正に帯電し、空間電荷領域（不動の正イオンで構成される）が形成され、半導体の電子が金属に向かって移動し続けることが妨げられ、ショットキー障壁が形成されます。
ショットキー障壁の両端に順バイアス電圧が印加されると（アノード金属が電源の正極に接続され、N型基板が電源の負極に接続されます）、ショットキー障壁は層が狭くなり、内部抵抗が減少し、順方向の導通が発生します。 逆に、ショットキー障壁の両端に逆バイアスを印加すると、ショットキー障壁層の幅が広がり、内部抵抗が増加し、逆方向カットオフが発生します。
3. SiCショットキーダイオードの応用
SiC ショットキー ダイオードは、スイッチング電源、力率改善 (PFC) 回路、無停電電源装置 (UPS)、太陽光発電インバータなどの高出力分野で広く使用できます。回路損失を大幅に削減し、動作周波数を向上させることができます。回路。
PFC 回路では、元のシリコン ファスト リカバリ ダイオード (FRD) を SiC SBD に置き換えることで、効率は基本的に変わらないまま、回路を 300kHz 以上で動作させることができます。 対照的に、シリコン FRD を使用した回路の効率は 100kHz を超えると急激に低下します。 動作周波数が増加すると、インダクタなどの受動部品の体積もそれに応じて減少し、回路基板全体の体積は 30% 以上減少します。
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