TCAD-моделирование высоковольтных 4H-SiC диодов с охранной полуизолирующей областью

Abstract

Проведено TCAD-моделирование высоковольтных 4H-SiC p+-n-n+-диодов с охранной полуизолирующей i-областью, образованной за счет полной компенсации легирующих доноров в n-области глубокими ловушками захвата носителей заряда (энергетическое положение ловушек в запрещенной зоне 4H-SiC --- 1.2 эВ ниже дна зоны проводимости). Показано, что при комнатной температуре эффективность работы полуизолирующей охранной i-области близка к 100%: напряжение лавинного пробоя p+-n-n+-диода с охранной i-областью составляет 1100 В и равно напряжению пробоя идеализированного диода с одномерной p+-n-n+-структурой. При повышении температуры выше 600 K i-область постепенно теряет свою функциональность в качестве охранной вследствие теплового выброса захваченных ловушками электронов. Полученные результаты кратко обсуждаются в плане практического использования радиационной технологии формирования полуизолирующей охранной i-области в 4H-SiC-приборах. Ключевые слова: карбид кремния, диод, полуизолирующая охранная область, TCAD-моделирование.