宽禁带半导体器件对比(3)

基结来代替pn结,从而大大降低导通压降。一种耐压400V的SiC肖特基

［3］2整流器在电流密度为100A/cm时压降仅为1.1V，远低于相应的pn结二极管，而且肖特基整流器具有极短的反向恢复时间，约为10ns,而Si p-i-n二极管的反向恢复时间约为250ns。此外，通过步进控制外延生长技术已成功研制出耐压为1100V以上的6H肖特基整流器［4］。该器件的开态电阻比Si整流器低一个数量级，与温度的关系为Ron-T2.0,而在Si整流器中为Ron-T2.4。

如果不采用结终端技术，SiC整流器的耐压一般只能达到理论值的50％～80％左右。因此为了进一步提高耐压值，采用结终端技术是很有必要的。目前一般采取在肖特基边缘自对准注入Ar形成非晶层或在结边

+缘处注入B离子形成高阻层，然后进行热处理，这样可使器件的耐压超

过1750V。

2.2 SiC FET器件

由于SiC材料具有极高的击穿电场，故在具有相同耐压的情况下，漂移区电阻可减小两个数量级（相对于Si而言)。表2列出了各种击穿电压下Ron比值及漂移区长度比值，由表2可知，当电压超过200V时，SiC MOSFET的导通电阻Ron要比Si MOSFET低两个数量级。因此从理论上讲耐压5000V、导通电阻为0.1Ω.cm2的DMOS功率器件是可以实现的。但是我们必须注意到目前影响SiC器件耐压的关键因素还是栅氧化、掺杂及欧姆接触等工艺的完善及成熟。

表2 Si与SiC材料制作的MOSFET(不同电压下)Ron比值及漂移

区长度比值

SiC MESFET（如图1）及JFET等高频功率器件也是近几年SiC器件研究的一个重点。在MESFET中通常采用p层来实现隔离，而且采用高阻衬底代替导电衬底可大大提高截止频率。由Charles.E.Weitzel等人研

［5］制的栅尺寸为0.7μm×322μm的4H MESFET具有38～42mS/mm的跨导，

最大工作频率为12.9GHz。1996年S.Sriram等人在高阻衬底上研制出来的4H-MESFET最大工作频率可达42GHz,功率增益为5.1dB(f=20GHz),击穿电压超过100V；使之在高频应用中具有巨大的潜力。表3给出了目前已经研制出来的最新MESFET的各种参数比较。

表3 最新MESFET参数比较

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