4H-SiC单片JBS二极管：高电流与卓越性能的工业级解决方案

本文主要探讨了具有高电流能力和高正向性能的单片4H-SiC结型势垒肖特基（JBS）二极管的制作工艺及其在工业电源应用中的潜力。4H-SiC是一种广泛应用于高性能电子器件的宽禁带半导体材料，其优越的热稳定性、高耐压性和高频率特性使其在高压、高温环境下表现出色。 研究团队在掺杂浓度达到6×1015cm-3的10微米厚的4H-SiC外延层上成功制造出了大面积的单片JBS二极管。这个新型二极管的有效面积达到了30平方毫米，显示出强大的电流处理能力。在正向电压为5伏的情况下，它能够承受高达330安培的电流，这相当于每平方厘米1100安培的电流密度，显示出其在功率转换和开关应用中的高效性能。 为了提高二极管的反向保护性能，研究人员采用了多重浮动保护环（MFGR）终端技术，使得二极管在遭受高达100微安反向电流时，依然能保持接近理想的击穿电压，大约为1.6千伏，这占理论击穿电压的87.2%。这个数值表明了4H-SiC JBS二极管在防止过电压方面有良好的表现。 差分导通电阻（RSP-ON）的测量结果是3.3毫欧姆每平方厘米，对应的FOM（电压平方与导通电阻的比值，衡量二极管效率的重要参数）为0.78千兆瓦每平方厘米。这个数值接近理论上的最优平衡，显示出在功率密度和效率之间的良好权衡。 这项研究展示了4H-SiC JBS二极管在工业电源应用中的巨大潜力，其高电流能力、高击穿电压以及优秀的功率处理性能，使之成为未来高性能电力电子器件的重要候选者。随着科技的进步，这类单片4H-SiC JBS二极管有望进一步优化，提升整体性能，推动电力电子技术的发展。