Вышедшие номера
Лавинный пробой в 4H-SiC диодах Шоттки: вопросы надежности
Иванов П.А.1, Потапов А.С.1, Лебедева Н.М.1, Грехов И.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: Pavel.Ivanov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 4 марта 2020 г.
В окончательной редакции: 11 марта 2020 г.
Принята к печати: 12 марта 2020 г.
Выставление онлайн: 10 августа 2020 г.

Рассмотрены вопросы, связанные с надежностью силовых 4H-SiC диодов Шоттки при кратковременных электрических перегрузках в обратном направлении (при работе диодов в импульсном лавинном режиме). В частности, обсуждается влияние неоднородности лавинного пробоя по площади диода на величину максимальной лавинной энергии (МЛЭ), которая может быть рассеяна диодом до того, как в нем произойдет вторичный тепловой пробой. Для оценки того, насколько однороден лавинный пробой, предложено сравнивать измеренную импульсную обратную вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода с расчетной ВАХ идеального квазиодномерного диода. Проведены измерения обратных ВАХ промышленных 4H-SiC ДШ: через диоды пропускались одиночные импульсы лавинного тока длительностью ~1 μs; в процессе измерений амплитуда импульсов поднималась до величин, при которых происходил катастрофический отказ диодов. Показано, что увеличенное дифференциальное сопротивление диодов на лавинном участке ВАХ и пониженное экстраполированное напряжение пробоя (по сравнению с их расчетными значениями для идеальных диодов) предсказывают снижение величины МЛЭ. Ключевые слова: карбид кремния, диод Шоттки, лавинный пробой, надежность.
  1. Электронный ресурс. Режим доступа: www.wolfspeed.com/ power/products/sic-schottky-diodes
  2. Электронный ресурс. Режим доступа: www.onsemi.com/ pub/Collateral/FFSD10120A-D.pdf
  3. T. Kimoto, J.A. Cooper. Fundamentals of silicon carbide technology: growth, characterization, devices, and applications (Wiley-IEEE Press., 2014) 538 p. DOI: 10.1002/9781118313534
  4. T. Nakamura, M. Aketa, Y. Nakano, M. Sasagawa, T. Otsuka. Proc. of 2012 IEEE Energytech. (Cleveland, Ohio, 2012) p. 6
  5. T. Basler, R. Rupp, R. Gerlach, B. Zippelius, M. Draghici. PCIM Europe 2016, international exhibition and conference for power electronics, intelligent motion, renewable energy and energy management (Nuremberg, Germany, 2016), p. 181
  6. A. Gendron-Hansen, D. Sdrull, B. Odekirk, A.S. Kashyap, L. Starr. Mater. Sci. Forum., 924, 585 (2017)
  7. A. Konstantinov, H. Pham, B. Lee, K.S. Park, B. Kang, F. Allerstam, T. Neyer. Solid State Electron., 148, 51 (2018). https://doi.org/10.1016/j.sse.2018.07.011
  8. S. Selberherr. Analysis and simulation of semiconductor devices (Springer Verlag, Wien, NY., 1984). 296 p. DOI 10.1007/978-3-7091-8752-4
  9. T. Hatakeyama, T. Watanabe, T. Shinohe et al. Appl. Phys. Lett., 85 (8). P. 1380 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1784520
  10. M. Levinshtein, J. Kostamovaara, S. Vainshtein. Selected Topics in Electronics and Systems, 36, 224 (2005). https://doi.org/10.1142/5877
  11. K.V. Vassilevski, K. Zekentes, A.V. Zorenko, L.P. Romanov. IEEE Electron Device Lett., 21, 485 (2000). DOI: 10.1109/55.870609
  12. П.А. Иванов, А.С. Потапов, Т.П. Самсонова, И.В. Грехов. ФТП, 51 (3), 390 (2017). DOI: 10.21883/FTP.2017.03.44214.8385
  13. Электронный ресурс. Режим доступа: media.digikey.com/ pdf/Data Sheets/CREE Power/CSD02060.pdf
  14. Электронный ресурс. Режим доступа: www.wolfspeed.com/ media/downloads/55/C3D02060A.pdf
  15. П.А. Иванов, Т.П. Самсонова, А.С. Потапов. ФТП, 52 (12), 1527 (2018). DOI: 10.21883/FTP.2018.12.46769.8903

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.