郑丽君, 刘春娟, 汪再兴, 孙霞霞, 刘晓忠

(兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070)

0 引 言

混合肖特基/PIN(MPS)二极管将传统的PIN 二极管嵌入至肖特基二极管中形成并行结构,结合肖特基二极管的开启压降小、开关灵敏以及PIN 二极管反向击穿电压大、整流特性好等优点,同时消除二者的缺点,表现出开启电压低、浪涌能力高、反向漏电流低、击穿电压高、快速转换等特点[1-3]。这些优良特性为MPS 的发展创造了良好条件。MPS 正向偏置下分为三大部分:肖特基和PIN 均未开启、肖特基开启单极模式和PIN 开启双极模型[4,5]。三种模式之间存在一定的过渡,因此电流输运机制也是相对复杂的过程,其中势垒高度Φ 和理想因子n是影响正向传输机制的两个重要参数。Yu 等[6]主要从新材料和器件制备的方面对具有高电流密度的金刚石肖特基势垒二极管进行研究。Li 等[7]认为肖特基势垒的形成主要是由于费米能级中的钉扎效应,且热电子激发是肖特基势垒中主要的电流传输机制。Wu等[8]对无凹槽AlGaN/GaN 肖特基势垒二极管的正向电流输运机制进行研究,也认为热电子发射是其主要输运机制,且势垒高度横向不均一是由高密度的螺位错造成的。

目前对肖特基接触载流子输运机制的研究主要集中在热电子发射、横向势垒不均一以及理查德常数的修订等三方面。但对于MPS 结构M/S 界面处正向输运机制,以及存在双势垒的研究较少。

新型半导体材料碳化硅(6H-SiC)具有禁带宽度大(大于3.0 eV)、电子饱和漂移速率高等优点,因此是制备MPS 功率器件的理想材料,本文以6H-SiC 为衬底建立MPS 基本结构模型,通过采取不同的阳极金属证明双势垒的存在以及势垒不均一现象。……