실리콘 카바이드(SiC) 소재는 밴드갭 폭, 임계 항복 전계 강도 등 주요 특성에서 상당한 이점을 가지며 고전압 쇼트키 다이오드를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 현재 650V-1700V SiC 쇼트키 다이오드는 소비자 가전, 산업, 자동차 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. SiC를 기반으로 한 쇼트키 다이오드 어레이는 더 높은 에너지 효율, 더 높은 전력 밀도, 더 작은 크기 및 더 높은 신뢰성을 제공하므로 전력 전자 기술 분야에서 실리콘의 한계를 뛰어넘고 새로운 에너지 및 전력 전자 분야에서 선호되는 장치가 될 수 있습니다. PAM-XIAMEN은 다음을 제공할 수 있습니다.SiC 에피택시쇼트키 다이오드의 제조를 위한 구체적인 구조는 다음과 같습니다.
1. SiC의 쇼트키 다이오드 에피택셜 구조
에피택셜층: N-drift(저농도 도핑), 주로 역전압 저항을 견디기 위해 사용됨
기판층: N+(heavy doped), 저항 특성을 나타내며 전압 내성이 부족함
제품 경쟁력 강화를 위해 탄화규소 쇼트키 다이오드의 구조도 표준 쇼트키 배리어 다이오드(SBD) 구조(그림 1a)에서 접합 배리어 쇼트키 다이오드(JBS)로 진화했다. 소위 JBS는 에피택셜 층 표면에 P-웰을 주입하는 것을 포함합니다(그림 1b). 소자에 배압이 가해지면 P-well과 N-을 통해 P 주변에 공핍층이 형성되어 누설 전류를 줄이고 소자의 역전압 저항을 향상시킵니다.
그림 1 쇼트키 다이오드 구조의 개략도: a. SBD; 비. JBS
2. 쇼트키 다이오드는 어떻게 작동하나요?
쇼트키 다이오드의 기본 구조는 그림 1a에 나와 있습니다. 기본적으로 금속과 반도체 재료가 접촉하면 인터페이스 반도체의 에너지 밴드가 구부러져 쇼트키 장벽이 형성됩니다. 금속과 반도체가 접촉하면 전자가 반도체에서 금속으로 이동합니다. 반도체가 전자를 잃으면 양으로 대전되어 공간 전하 영역(움직일 수 없는 양이온으로 구성됨)을 형성합니다. 이는 반도체의 전자가 금속을 향해 계속 이동하는 것을 방지하여 쇼트키 장벽을 형성합니다.
쇼트키 장벽(양극 금속은 전원 공급 장치의 양극에 연결되고 N형 기판은 전원 공급 장치의 음극에 연결됨)의 양단에 순방향 바이어스 전압을 인가하면 쇼트키 장벽이 층이 좁아지고 내부 저항이 감소하며 순방향 전도가 발생합니다. 반대로, 쇼트키 장벽의 양단에 역방향 바이어스를 인가하면 쇼트키 장벽층이 넓어지고 내부 저항이 증가하여 역방향 컷오프가 발생한다.
3. SiC 쇼트키 다이오드 응용
SiC 쇼트키 다이오드는 스위칭 전원 공급 장치, 역률 보정(PFC) 회로, 무정전 전원 공급 장치(UPS), 태양광 인버터 등과 같은 고전력 분야에서 널리 사용될 수 있습니다. 회로 손실을 크게 줄이고 작동 주파수를 향상시킬 수 있습니다. 회로.
PFC 회로에서 기존 실리콘 고속 복구 다이오드(FRD)를 SiC SBD로 교체하면 회로가 300kHz 이상에서 작동할 수 있으며 효율은 기본적으로 변하지 않습니다. 반면, 실리콘 FRD를 사용한 회로의 효율은 100kHz 이상에서 급격하게 감소합니다. 작동 주파수가 증가함에 따라 인덕터와 같은 수동 부품의 부피는 그에 따라 감소하고 전체 회로 기판의 부피는 30% 이상 감소합니다.
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