一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，主要是将碳化硅功率器件放置在紫外光源下，在室温下经一定时间的紫外光照射，从而有效提升SiC功率器件的反向阻断电压的效果；本发明操作简单、成本低廉。
【专利说明】
一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法
技术领域
[0001]本发明属于宽禁带半导体功率器件领域，尤其涉及一种提升功率器件反向阻断电压的方法。
【背景技术】
[0002]碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料，较传统硅(Si)材料具有更为优异的物理和化学性质，使得其在功率半导体领域有着巨大的应用潜力。相比Si材料，SiC具有更宽的禁带宽度，更高的临界击穿场强，更高的饱和电子漂移速度及更高的热导率等优点，使其可以在功率半导体领域能够满足Si材料不具备的高温、高压、高频及抗辐照等应用。
[0003]反向阻断电压是功率器件非常重要的性能指标，将直接决定功率器件的应用领域，如200 V以下低压器件主要应用于功率因数校正(PFC)及功率放大、600 V-1.7 kV中压器件主要应用于光伏逆变器及UPS电源、3.3 kV~6.5 kV高压器件主要应用于智能电网及机车牵引。发展SiC高压功率器件的过程中，要完全达到材料赋予的最佳性能，尽可能获得最大的反向阻断电压，需要降低结边缘的电场集中效应，合理的结终端设计尤为重要。目前，结终端技术根据结构的不同可以分为边缘延伸型与刻蚀台阶型，主要包括场限环结构、金属场板结构以及结终端扩展(JTE)技术。通过以上结终端技术，及使用厚外延SiC漂移层，目前已制备了反向阻断电压高达21.7 kV的功率器件。但要进一步提升反向阻断电压，需不断优化设计结终端结构或使用更厚的外延层材料，这是比较困难的。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，操作简单、成本低廉，通过后期处理，对SiC功率器件的反向阻断电压具有非常好的提升效果。
[0005]本发明的技术方案如下:
一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，其特征在于:将碳化硅功率器件放置在紫外光光源下，在室温下经一定时间的紫外光照射。
[0006]所述碳化硅功率器件可以是PiN二极管、肖特基二极管(SBD)、结势皇二极管(JBS),双极性晶体管(BJT)或门极关断晶闸管(GTO)。
[0007]优选地，所述紫外光光源为汞灯、氙灯或氘灯。
[0008]优选地，所述紫外光的照射时间为2-120小时。
[0009]本发明具有以下优点:
本发明利用紫外光在碳化硅和二氧化硅界面产生的额外负电荷来缓解结边缘的电场集中效应，操作简单，成本低廉，只需配置简单的紫外光源，即可达到反向阻断电压非常好的提升效果。
【附图说明】
[0010]图1为本发明采用汞灯辐照碳化硅PiN二极管前后反向阻断电压特性曲线示意图。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
取碳化硅肖特基二极管(Sm))，经测量反向阻断电压1.6 kv;
将碳化硅Sm)放置在氙灯下，功率为22.8 mff/cm2，照射32小时；
取碳化硅Sm)，经测量反向阻断电压上升到了2.3 kV。
[0012]实施例2
取碳化硅结势皇二极管(JBS)，经测量反向阻断电压2.8kV;
将碳化硅JBS放置在氘灯下，功率为18.9 mff/cm2，照射48小时；
取碳化硅JBS，经测量反向阻断电压上升到了4.1 kV。
[0013]实施例3
取碳化硅PiN二极管，经测量反向阻断电压4.0 kV;
将碳化硅PiN二极管放置在汞灯下，功率为23.2 mff/cm2，照射60小时；
取碳化硅PiN二极管，经测量反向阻断电压上升到了6.8 kV。
[0014]采用汞灯辐照碳化硅PiN二极管前后的反向阻断电压曲线，如图1所示。
【主权项】
1.一种提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，其特征在于:将碳化硅功率器件放置在紫外光光源下，在室温下经一定时间的紫外光照射。2.根据权利要求1所述的提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，其特征在于:所述碳化娃功率器件为PiN 二极管、或肖特基二极管、或结势皇二极管、或双极性晶体管或门极关断晶兩管。3.根据权利要求1所述的提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，其特征在于:所述的紫外光光源为汞灯、氙灯或氘灯。4.根据权利要求1所述的提升碳化硅功率器件反向阻断电压的方法，其特征在于:所述的紫外光照射时间为2-120小时。
【文档编号】H01L21/329GK106098542SQ201610440480
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】肖承全, 李俊焘, 代刚, 徐星亮, 向安, 周阳, 张 林, 杨英坤, 张龙, 张健
【申请人】中国工程物理研究院电子工程研究所