4H-SiC肖特基势垒二极管的研制：结终端扩展技术应用

"基于结终端扩展的4H-SiC肖特基势垒二极管研制" 4H-SiC（4H型六方氮化硅）是一种宽禁带半导体材料，具有优秀的高温性能、高击穿电场和高速度等特性，使其在电力电子和微波射频等领域有着广泛的应用潜力。肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode, SBD）是一种基于金属-半导体接触的二极管，它的主要特点是没有PN结，而是由金属和半导体之间的肖特基势垒形成。 本研究中，研究人员采用高真空电子束热蒸发技术，利用金属镍（Ni）作为肖特基接触和欧姆接触的材料。欧姆接触是保证电流无阻碍通过半导体的接触类型，而肖特基接触则形成了一个势垒，使得只有电子能越过势垒进行传导，从而实现整流效应。通过离子注入的方式，研究人员在4H-SiC上构建了结终端扩展（Junction Termination Extension, JTE）结构，这种结构可以有效地改善二极管的边缘电场分布，减少寄生电容和防止雪崩击穿，提高器件的耐压性能。 4H-SiC肖特基势垒二极管的I-V特性测试表明，该器件具有良好的整流特性，即在正向偏置时导通，反向偏置时截止，这主要归因于热电子发射机制。热电子发射是指在足够高的电场作用下，半导体中的电子获得足够的能量克服肖特基势垒，进入金属中。实验结果显示，该二极管的反向击穿电压达到了1800V，这是一个非常高的值，意味着它能够在高压环境下稳定工作。此外，反向恢复时间为32as，这意味着在反向电流切换到零后，二极管能够快速恢复到高阻状态，这对于高频应用非常重要。 反向击穿电压是衡量二极管耐压能力的重要参数，而反向恢复时间则是评价二极管开关性能的关键指标。4H-SiC肖特基势垒二极管在这两方面的优秀表现，使其在大功率、高速电子设备中具有很高的应用价值。同时，结终端扩展技术的应用也解决了传统肖特基二极管在边缘容易出现电场集中和击穿的问题，提高了整体器件的稳定性。 这项研究成功地研制出了基于4H-SiC材料，并采用结终端扩展技术的肖特基势垒二极管，为碳化硅半导体器件的发展提供了新的思路和技术支持。这种新型二极管不仅具备优异的电气性能，而且在高压、高速应用中展现出巨大的潜力，对于推动电力电子和微波通信领域的技术进步具有重要意义。