功率二极管正向恢复特性和反向恢复特性

半导体技术人 2021-03-18


R1=R2=1mΩ

L1=3nH

二极管稳态正偏电压:2V

二极管反向偏压:1000V

(1)反向恢复

(2)正向恢复

(3)正弦波仿真测试


######################################################

1  高压整流二极管结构参数:

    首先利用TCAD半导体器件仿真软件建立高反压整流二极管结构,如图1所示。由PN结理论可知,高反压整流二极管要承受高的反向击穿电压,PN结其中的一侧必须为低掺杂。当反向击穿电压指标要求一定时,P+N型结构相比于N+P型结构,所需的高阻层厚度更薄。

根据实际电参数指标要求,在25℃室温情况下,当测试电流IR=5μA时,器件反向重复峰值电压(VRRM)需高于1200V。为保证器件结构设计的可靠性,对击穿电压指标考虑10%的裕量,即击穿电压设计目标值为1320V。图2为仿真得到的N型单晶硅电阻率对器件击穿电压的影响,在仿真过程中,衬底少子寿命为10μs,高阻N型区厚度为180μm,P+区表面浓度为5E19cm-3,结深为10.5μm。当N型单晶硅电阻率大于45Ω.cm时,器件击穿电压约为1400V,满足设计要求。图3为仿真得到的高阻N型单晶硅厚度对器件击穿电压的影响。在仿真过程中,衬底少子寿命为10μs,原始单晶硅电阻率为45Ω.cm,P+区表面浓度为5E19cm-3,结深为10.5μm。当高阻N型单晶硅厚度≥90μm时,器件击穿电压约为1350V,满足设计要求。器件基本结构参数选择为:原始N型单晶硅片晶向为<111>,少子寿命为10μs,单晶硅电阻率为45Ω.cm。利用三重扩散工艺制备得到N+/N结构,N+衬底砷杂质扩散深度为160μm,砷表面浓度为5E19cm-3;高阻N型区厚度为100μm;阳极区硼扩散表面浓度为5E19cm-3,硼扩散结深为变量,变化范围为1.5~13.5μm。

 




评论
热门推荐
相关推荐
X
广告
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦