4h-sic肖特基二极管高温可靠性研究

《4h-sic肖特基二极管高温可靠性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、代号10701学号1111122714分类号TN4密级公开题（中、英文）目4H-SiC肖特基二极管高温可靠性研究StudyonHighTemperatureReliabilityof4H-SiCSchottkyBarrierDiodes作者姓名魏珖指导教师姓名、职称张玉明教授学科门类工学学科、专业微电子学与固体电子学提交论文日期二〇一四年一月万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表

2、或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律

3、署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期万方数据万方数据摘要摘要SiC材料由于其较大禁带宽度、高热导率在未来半导体材料中有着良好应用前景，然而实际工作中SiC器件由于自身散热导致特性出现明显退化，环境温度较高的情况下退化现象更加严重。本文主要从理论和实验方面研究了4H-SiC肖特基二极管的高温特性以及工作时自身的产热对IV特性的影响。本文采用ISE-TCAD软件建立了4H-SiC材料的热导率模型和功率器件的电热仿真模型。研究了自热效应下4H-SiCSBD电学特性及温度分布，确定了金半接触部分为器件的

4、最高温度区域，这意味着金半接触区域最有可能出现热失控。仿真和实验结果均出现电流随着外加电压的升高会出现达到峰值随后缓慢下降的现象，定义电流达到峰值时对应的器件结温为电流峰值结温。进而研究了峰值电流和电流峰值结温与器件热阻、环境温度的关系。仿真结果表明：峰值电流的大小会同时受到环境温度和热阻的影响，高环境温度和高热阻值会使峰值电流降低，导致器件性能更严重的退化。因此通过优化器件结构和封装形式来降低热阻是改善其正向特性的重要措施。SBD器件的电流峰值结温大小仅受环境温度影响，与热阻大小无关，并依据模拟结果给出了考虑电子迁移率分布时电流峰值结温与环境温度的线性拟合关系式。本文的研究成果对于分析和

5、改善4H-SiC单极功率器件在高温和大电流工作状态下的性能有重要的参考价值。关键词：4H-SiC肖特基二极管高温可靠性自热效应万方数据万方数据AbstractAbstractBecauseofitswideband-gapandhighthermalconductivity,SiCisapromisingmaterialamongsemiconductormaterialswhichareexpectedtobeusedinfuture.However,becauseofself-heatingphenomenonwhenSiCdevicesareworking,theircharacte

6、risticswilldegenerateandthedegenerationwillbemoreseriouswhentheambienttemperatureishigh.Thisthesismainlyfocusesonthehightemperaturecharacteristicsof4H-SiCSchottkybarrierdiodesandtheeffectofself-heatingtotheI-Vcharacteristicswhenthesedevicesareworking.Thermalconductivitymodelof4H-SiCandthermoelectr

7、icmodelofpowerdevicesarebuiltbyusingISE-TCAD,itshowselectricpropertiesandtemperaturedistributionofSiCSBD,anditisfoundthatthetemperatureinsemiconductor-metalcontactisthehighestwhichmainsthatthermalrunawayismorelik