3.5千伏硅化碳（SiC）深埋式超结二极管

相关知识

在科学和工程技术领域，SEM通常是扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope）的缩写。因此，在 “外延SEM横截面图” 中，SEM指的是扫描电子显微镜，是一种通过扫描材料表面并在扫描过程中检测到的电子信号来生成高分辨率图像的仪器。 “外延SEM横截面图” 可能是指使用扫描电子显微镜对外延材料的横截面进行成像。

GE Research是通用电气公司（GE）旗下的全球性研究中心，前身是GE的中央研究实验室（Central Research Laboratory）。它成立于1900年，是全球最早的企业研究实验室之一，拥有超过120年的研发历史。GE Research致力于在能源、航空航天、医疗、数字、材料科学等领域进行前沿研究，开发新技术和解决重大技术挑战，为GE和全球客户提供创新的产品和解决方案。GE Research在美国纽约州的Niskayuna设有总部，同时在中国上海也设有研发中心。

在SiC功率半导体器件中，P⁺-JBS和P⁺-JTE都是指掺杂为P型的区域，其中JBS代表结垒肖特基二极管（Junction Barrier Schottky Diode），JTE代表浮区终端结构（Junction Termination Extension）。具体来说：

• P⁺-JBS是指在JBS二极管的P型区域中，掺杂浓度非常高的区域，通常位于P型区域的底部，用于形成低电阻的接触电极，并减小开关损耗。
• P⁺-JTE是指在SiC功率器件的PN结区域中，掺杂浓度非常高的区域，位于PN结的周围，用于抑制高电场下的PN结击穿效应，提高器件的击穿电压和可靠性。P⁺-JTE通常采用外延生长技术实现，其中高浓度的P型掺杂在PN结外延层的边缘区域形成。

"Flyback devices"一般指飞回型开关电源。飞回型开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，通常用于实现直流电源转换和隔离。在飞回型开关电源中，开关管周期性地开关，将输入电压转换为脉冲信号，并经过逐级变压、整流、滤波等处理后得到所需的输出电压和电流。由于其简单、紧凑、成本低等优点，飞回型开关电源被广泛应用于电子设备、计算机、通信设备、家用电器等领域。在文章中，"flyback devices"指的是在2000V感性开关电路中作为飞回器件进行动态测试的SiC JBS二极管。

研究了什么

摘要——采用超高能量注入和外延生长技术，制备了厚度为24um的硅碳超结结垒势垒肖特基（JBS）二极管。得到的器件在JBS线性区域内实现了3.8kV的击穿电压，并具有4.5mΩ•cm2的差分导通电阻，比传统单极限制低约45%。在动态测试中，JBS二极管表现出了非常小的开通恢复和反向恢复，符合单极器件的预期特性。同时研究了共同制备的PiN二极管的开关导通循环，发现重复的双极导通应力没有导致正向电压降或二极管漏电的可测量增加。

关键词——超结、二极管、JBS二极管、外延生长、超高能量注入

该文章研究了使用超高能量注入和外延生长技术制备24微米厚的硅碳化物超结PN结势垒肖特基二极管（JBS）的制备和表征。研究旨在实现比传统单极限制更高的击穿电压和更低的导通电阻。文章还研究了共同制备的PiN二极管的开关导通循环。

文章创新点

以下是文章的创新点的中文翻译：

使用超高能量注入和外延生长技术，在24微米厚的漂移层上制造了硅碳化物超级结结-势垒肖特基 (JBS) 二极管。
在 JBS 线性区域实现了 3.8 千伏的击穿电压和 4.5 毫欧·厘米2 的差分导通电阻，比传统的单极极限低约 45%。
对 JBS 二极管进行表征，发现其具有可忽略不计的开启恢复和预期的很小的反向恢复，这与单极器件一致。
对共制造的 PIN 二极管进行开关导通循环，在重复的双极导通应力后，没有可测量的正向电压降或二极管泄漏的增加。
这些创新点为高压、高功率、高频和高可靠性的 SiC JBS 二极管提供了新的设计思路和实现方法。它们为 SiC 功率电子器件在电动汽车、轨道交通、工业控制和其他高端应用中的应用提供了新的机遇

研究方法

该文章的研究方法涉及使用超高能量注入和外延生长技术制备24微米厚的硅碳化物超结PN结势垒肖特基二极管（JBS），并对其进行表征。该研究包括测量JBS二极管的击穿电压、导通电阻和动态特性。此外，文章还研究了共同制备的PiN二极管的开关导通循环。因此，该研究方法涉及实验和分析技术，以实现所需的结果。

文章的结论

该文章的结论是，制备的硅碳化物超结PN结势垒肖特基二极管（JBS）实现了比传统单极限制更高的击穿电压和更低的导通电阻。JBS二极管表现出了单极器件所期望的无法检测的开启恢复和小的反向恢复。共同制备的PiN二极管的开关导通循环显示，经过反复的双极传导应力后，前向电压降或二极管泄漏没有可测量的增加。