4H-SiC 接面位障蕭基二極體製作

Abstract

本論文是使用碳化矽基板4H-SiC製作改良圖形後的高電壓接面位障蕭基二極體元件(Junction barrier Schottky diode, JBS)。JBS元件在順向操作時，其導通的時候有蕭基二極體(SBD)的低導通電壓及切換速度高的優點；而在逆向偏壓時，能利用PN接面形成的空乏區夾住通道，使逆向漏電流很小，因此有如PN二極體低漏電、高崩潰電壓的優點。 為了將元件有更好的順逆向電流、電壓特性表現，本論文設計了多種不同的P+離子佈植圖形以及比例：同心圓、片段式同心圓、長條形、片段式長條形、方形陣列等，並改良之前學長的圖形，將方形點的邊緣修改得更為圓滑，以減少尖端電荷容易造成電場崩潰，除了圖形的不同，還有加上不同的P+佈植間距，而創造出不同面積比例的蕭基接面，並比較不同設計對其順向導通電壓、電流密度、逆向元件漏電流、崩潰電壓的影響。 製作完成後，依量測結果判斷，相較於同心圓，片段式的同心圓會有比較高的蕭基接面面積比例，因而有比較好的順向電流、電壓特性表現，並且在高溫順向操作時有較小的順向導通電壓偏移量；而經過量測發現，當元件P+佈植間距小於8 ，逆向偏壓操作時PN接面形成的空乏區能將通道夾住，會有較好的漏電流與崩潰電壓表現。