Материалы из карбида кремния (SiC) обладают значительными преимуществами по ключевым характеристикам, таким как ширина запрещенной зоны и критическая напряженность поля пробоя, и могут использоваться для изготовления высоковольтных диодов Шоттки. В настоящее время SiC-диоды Шоттки с напряжением 650–1700 В широко используются в бытовой, промышленной, автомобильной и других областях. Диодная матрица Шоттки на основе SiC имеет более высокую энергоэффективность, более высокую плотность мощности, меньший размер и более высокую надежность, что может преодолеть ограничения кремния в области технологий силовой электроники и стать предпочтительным устройством для новой энергетической и силовой электроники. PAM-XIAMEN может предоставитьКарбид кремниевая эпитаксиядля изготовления диодов Шоттки следующей конкретной структуры:
1. Эпитаксиальная структура диода Шоттки на SiC.
Эпитаксиальный слой: N-дрейф (слегка легированный), в основном используется для выдерживания сопротивления обратному напряжению.
Слой подложки: N+ (сильно легированный), проявляет характеристики сопротивления и не допускает напряжения.
В целях повышения конкурентоспособности продукции структура диодов Шоттки из карбида кремния также была преобразована из стандартной структуры диода Шоттки с барьером Шоттки (SBD) (рис. 1а) в диод Шоттки с переходным барьером (JBS). Так называемый JBS предполагает введение P-ямы на поверхность эпитаксиального слоя (рис. 1б). Когда устройство подвергается противодавлению, вокруг P образуется обедненный слой через P-ну и N-, уменьшая ток утечки и улучшая сопротивление устройства обратному напряжению.
Рис. 1. Принципиальная схема структуры диода Шоттки: а. СБД; б. JBS
2. Как работает диод Шоттки?
Базовая структура диода Шоттки показана на рис. 1а. По сути, когда металл и полупроводниковый материал вступают в контакт, энергетическая зона на границе раздела полупроводников изгибается, образуя барьер Шоттки. При соприкосновении металла и полупроводника электроны перебегают из полупроводника в металл. Когда полупроводник теряет электроны, он становится положительно заряженным, образуя область пространственного заряда (состоящую из неподвижных положительных ионов), которая не позволяет электронам полупроводника продолжать двигаться к металлу, образуя барьер Шоттки.
Когда к обоим концам барьера Шоттки приложено напряжение прямого смещения (металл анода подключен к положительному полюсу источника питания, а подложка N-типа подключена к отрицательному полюсу источника питания), барьер Шоттки Слой сужается, его внутреннее сопротивление уменьшается и возникает прямая проводимость. Напротив, если к обоим концам барьера Шоттки приложено обратное смещение, слой барьера Шоттки становится шире, его внутреннее сопротивление увеличивается и происходит обратное отсечение.
3. Применение SiC-диода Шоттки
SiC диоды Шоттки могут широко использоваться в областях высокой мощности, таких как импульсные источники питания, схемы коррекции коэффициента мощности (PFC), источники бесперебойного питания (ИБП), фотоэлектрические инверторы и т. д. Они могут значительно снизить потери в цепи и улучшить рабочую частоту схемы.
В схеме PFC замена исходного кремниевого диода быстрого восстановления (FRD) на SiC SBD может заставить схему работать на частоте выше 300 кГц, при этом эффективность практически не изменится. Напротив, эффективность схем, использующих кремниевый FRD, резко снижается при частотах выше 100 кГц. По мере увеличения рабочей частоты объем пассивных компонентов, таких как катушки индуктивности, соответственно уменьшается, а объем всей печатной платы уменьшается более чем на 30%.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.