PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

SiC Schottky Barrier Rectifiers - Theory and Practice

Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Diody prostownicze Schottky'ego z węglika krzemu - Teoria i praktyka
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The direct current characteristics of real packaged SiC Schottky barrier rectifiers in the light of up to date knowledge on the reveal subject are presented in this paper. The theory on SiC Schottky barrier rectifier from literature is collected in the text. For comparison the characteristics of SiC Schottky diodes fabricated in research laboratories and reported in literature are also presented. The investigated diodes were intended to work with the maximal forward current of 1 A and the maximal reverse voltage of 600 V. The measured characteristics of four diodes are in a harmony with characteristics presented in product data sheets for room temperature. In the forward current range for which the diodes are intended to work that is for current from 1 mA to 1 A, the I-V characteristics of the diodes are almost identical. The ideality factor ranges from about 1.12 to about 1.17 and is within the range reported in relevant literature. However, there are very different values of reverse leakage currents, although these values are within the range guaranteed by the producer. On the other hand, the forward I-V characteristics below the voltage of 0.75 V and the reverse I-V characteristics below the voltage of 600 V have large discrepancies. The measured reverse I-V characteristics are different from the commonly shown characteristics in papers.
PL
W artykule przedstawiono stałoprądowe charakterystyki handlowo dostępnych, prostowniczych diod Schottky 'ego wykonanych z węglika krzemu (SiC) oraz omówiono mechanizmy przepływu prądu zgodnie z obecnym stanem wiedzy w tej dziedzinie. Dla porównania przedstawiono dostępne w literaturze charakterystyki diod Schottky 'ego z SiC wytworzonych w laboratoriach badawczych. Badane diody przewidziane 53 do pracy z maksymalnym prądem przewodzenia wynoszącym 1 A i z maksymalnym napięciem wstecznym wynoszącym 600 V. Zmierzone w temperaturze pokojowej parametry czterech diod spełniają wymagania zawarte w karcie katalogowej producenta. W istotnym dla pracy tego typu prostownika przedziale wartości natężenia prądu tj. od 1 mA do 1 A, charakterystyki I-V tych diod s§ prawie identyczne. Współczynnik idealności badanych diod wynoszący od 1.12 do 1.17 mieści się w przedziale ktory podawany jest w literaturze. Natomiast, dla polaryzacji wstecznej badane diody majaą bardzo różne wartości prądu upływu, chociaż mieszczą się one w granicach gwarantowanych przez producenta. Generalnie, dla napieć poniżej 0.75 V w kierunku przewodzenia oraz dla napiec poniżej 600 V dla kierunku wstecznego, zmierzone charakterystyki I-V zdecydowanie różnią się między sobą i istotnie inne od tych prezentowanych zwykle w publikacjach.
Słowa kluczowe
Rocznik
Strony
5--22
Opis fizyczny
Bibliogr. 34 poz., rys., tab., wykr.
Twórcy
autor
Bibliografia
  • [1] Baliga B.J.: Power Semiconductor Devices, PWS Publishing Company, Boston, USA, 1999
  • [2] Neudeck P.O.: SiC technology. In: The VLSI Handbook. Ed. Wai-Kai Chen, Boca Raton: CRC Press LLC, 2000
  • [3] Brown E.R.: Mega Watt solid-state electronics. Solid State Electronics, 1998, 42, 2119--2130
  • [4] Casady J.B., Agarwal A.K., Seshadri S., Siergiej R.R., Rowland L.B.: 4H-SiC power devices for use in power electronic motor control, Solid-State Electronics, 1998, 42, 2165-2176
  • [5] Chow T.P., Khemka V., Fedison J., Ramungul N., Matocha K., Tang Y., Gutmann R.J.: SiC and GaN bipolar power devices, Solid-State Electronics, 2000, 44, 277-301
  • [6] Huang A.Q., Zhang B.: Comparing SiC switching power devices: MOSFET, NPN transistor and GTO thyristor, Solid-State Electronics, 2000, 44, 325-340
  • [7] Harris C.I., Savage S., Konstantinov A., Bakowski M., Ericsson P.: Progress toward SiC product, Applied Surface Science, 2001, 184, 393-398
  • [8] Agarwal A.K., Seshadri S., MacMillan M., Mani S.S., Casady J., Sanger P., Shah P.: 4H-SiC p-n diodes and gate tumoff thyristors for high-power, high-temperature applica-tions, Solid-State Electronics, 2000, 4, 303-308
  • [9] Singh R., Richmond J.: SiC power Schottky diodes in power factor correction. Circuits, Application Note, www.cree.com
  • [10] Agarwal A., Singh R., Ryu S. H., Richmond J., Cappel C., Schwab S., Moore B., Palmour J., 600 V, 1-40 A, Schottky diodes in SiC and their applications, www.cree.com
  • [11] Miesner C., Rupp R., Kapels H., Krach M., Zverev I.: ThinQ!™ silicon carbide Schottky diodes: an SMPS circuit designer's dream comes true!, www.infmeom.com
  • [12] Zverev I., Kapels H., Rupp R., Herfuth M.: Silicon carbide Schottky: novel devices require novel design rules, www.infineon.com
  • [13] Khemka V., Patel R., Chow T.P., Gutmann R.J.: Design consideration and experimental analysis for silicon carbide power rectifiers, Solid-State Electronics, 1999, 43, 1945- -1962
  • [14] Schoen K.J., Woodall J.M., Cooper J.A., Melloch M.R.: Design considerations and expe-rimental analysis of high-voltage SiC Schottky barrier rectifiers, IEEE Transactions on Electron Devices, 1999, 45, 1595-1604
  • [15] McCafferty P. G., Sellai A., Dawson P., Elabd H.: Barrier characteristics of PtSi/p-Si Schottky diodes as determined from I-V-T measurements, Solid-State Electronics, 1996, 39, 583-592
  • [16] Defives D., Noblanc O., Dua C., Bryliński C., Barthula M., Meyer F.: Electrical characte-rization of inhomogeneous Ti/4H-SiC Schottky, Material Science and Engineering, 1999, 361-62, 395-401
  • [17] Morrison D.J., Pidduck A. J., Moore V., Wilding P. J., Hilton K. P., Uren M. J., Johnson C. M., Wright N. G., O'Neil A.G.: Surface preparation for Schottky metal-4H-SiC contacts formed on plasma-etched SiC, Semicond. Sci. Technol., 2000, 15, 1107-1114
  • [18] Lee S. K., Zetterling C. M., Ostling M.: Schottky barrier height dependence on the metal work function for p-type 4H-silicon carbide, Journal of Electronic Materials, 2001, 30, 242-246
  • [19] Singh R., Cooper J. A., Melloch M. R., Chow T. P., Palmour J.W.: SiC power Schottky and PiN diodes, IEEE Transaction on Electron Devices, 2002, 49, 665-672
  • [20] Raynaud C., Isoird K., Lazar M., Johnson C. M., Wright N.: Barrier height determination of SiC Schottky diodes by capacitance and current-voltage measurements. Journal of Applied Physics, 2002, 91, 9841-9847
  • [21] Wahab Q., Kimoto T., Ellison A., Hallin C., Touminen M., Yakimova R., Henry A., Berg-man J. P., Janzen E.: A 3kV Schottky barrier diode in 4H-SiC, Appl. Phys. Lett., 1998, 72, 445-447
  • [22] Bhatnagar M., Baliga B. J., Kirk H.R., Rozgonyi G.A.: Effect of surface inhomogeneities on the electrical characteristics of SiC Schottky contacts, IEEE Transaction on Electron Devices, 1996, 43, 150-156
  • [23] Crofton J., Sriram S.: Reverse leakage current calculations for SiC Schottky contacts, IEEE Transaction on Electron Devices, 1996, 43, 2305-2308
  • [24] Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts, Clatrendon Press, Oxford, 1980
  • [25] Strel'chuk A. M., Evstropov V. V., Rastegaeva M.G., Kuznetsova E.P.: Shunting patterns occurring in epitaxial 6H-SiC p-n structures for high-voltage rectifiers. Material Science and Engineering. 1997, B46 231-235
  • [26] Morrison D. J., Hilton K. P., Uren M. J., Wright N. G., Johnson C. M., O'Neill A. G.: Anomalous forward I-V characteristics of Ti/Au SiC Schottky barrier diodes, Material Science and Engineering, 1999, B61-62, 345-358
  • [27] Zheng L., Joshi R. P.: Effects of barrier height fluctuations and electron tunnelling on the reverse characteristics of 6H-SiC Schottky contacts. Journal of Applied Physics, 1999, 85, 3701-3707
  • [28] Roccaforte F., La Via F., Raineri V.: Richardsons's constant in inhomogeneous silicon carbide Schottky contacts. Journal of Applied Physics, 2003, 93, 9137-9144
  • [29] Schroeder D.K.: Semiconductor material and device characterization, 2 ed.. New York: Wiley Interscience, 1998
  • [30] Sze S. M.: Physics of semiconductor devices, 2 ed. John Wiley & Sons, Inc. 1981
  • [31] Raghunathan R., Alok D., Baliga B. J.: High voltage 4H-SiC Schottky barrier diodes, IEEE Electron Devices Letters, 1995, 16, 226-227
  • [32] Syrkin A. L., Andreev A. N., Lebedev A. A., Rastegaeva M. G., Chelnokov V. E.: Surfa-ce barrier height in metal-n-6H-SiC structures. Material Science and Engineering, 1995, B29, 198-201
  • [33] Singh R., Cooper J. A., Melloch M. R., Chow T. P., Palmour J. W.: SiC Power Schottky and PiN diodes, IEEE Transaction on Electron Devices, 2002, 9, 665-672
  • [34] Morrison D. J., Pidduck A. J., Moore V., Wilding P. J., Hilton K. P., Uren M. J., Johnson C. M., Wright N. G., O'Neill A.G., Surface preparation for Schottky metali 4H-SiC con-tacts formed on plasma-etched SiC, Semicond. Sci. TechnoL, 2000, 15, 1107-1114
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPB2-0010-0036
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.