4H-SiC肖特基二极管：大电流与高品质因数的研究进展

本篇论文深入探讨了大电流、高品质因子的4H-SiC肖特基二极管（Schottky Barrier Diode, SBD）的研究。由宋庆文和张玉明两位作者合作，他们在中国科技论文在线上发表了一项重要的研究成果。研究的核心是采用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）技术生长出厚度为10微米的低掺杂4H-SiC同质外延材料，这种材料作为肖特基二极管的基础结构，具有优良的性能。 首先，他们设计并制造了一个有源区面积为2毫米乘以2毫米的肖特基结构功率整流二极管，这在功率管理领域具有实际应用价值。通过泰克功率测试仪371B进行了一系列测试，结果显示该器件的开启电压为100.85伏特，显示出良好的电压控制能力。当正向电压提升至5.5伏特时，二极管能够承受高达70安培的正向导通电流，对应的电流密度达到了惊人的1750安培每平方厘米，这体现了其在大电流条件下的高效工作特性。 在反向特性方面，器件的最大击穿电压为1600伏特，对应的反向漏电流仅有100微安，这表明其具有很高的反向耐压性能和低的泄漏电流，这对于防止器件过载至关重要。通过热电子发射理论，作者进一步分析了肖特基势垒高度，得出其为0.86电子伏特，这是一个关键参数，它直接影响着二极管的能量转换效率。 此外，论文还着重讨论了功率品质因子，这是衡量二极管在大电流工作下效率的重要指标。一个较高的品质因子意味着器件能在保持较高电流的同时，损耗较小，从而提升整体能源转换的效率。文中提到的品质因子为1.12，这个数值显示了所研究的4H-SiC肖特基二极管具有优越的功率管理性能。 总结来说，这篇论文不仅介绍了4H-SiC肖特基二极管的设计、制备过程，还提供了关键性能参数的详细测量数据和分析，为后续的研究者和工程师提供了关于大电流、高品质因子碳化硅肖特基二极管的重要参考依据。这项研究对于推动碳化硅半导体在电力电子领域的应用和发展具有重要意义。