Аннотация:
Проведено TCAD-моделирование высоковольтных 4$H$-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 4$H$-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 4$H$-SiC-приборах.
Ключевые слова:
карбид кремния, диод, полуизолирующая охранная область, TCAD-моделирование.
Поступила в редакцию: 16.10.2020 Исправленный вариант: 29.10.2020 Принята в печать: 29.10.2020
Образец цитирования:
П. А. Иванов, Н. М. Лебедева, “TCAD-моделирование высоковольтных 4$H$-SiC диодов с охранной полуизолирующей областью”, Физика и техника полупроводников, 55:2 (2021), 201–206; Semiconductors, 55:2 (2021), 256–261
П. А. Иванов, М. Ф. Кудояров, Н. М. Лебедева, Н. Д. Ильинская, Т. П. Самсонова, “Высоковольтные лавинные 4$H$-SiC-диоды с охранной полуизолирующей областью”, Письма в ЖТФ, 47:6 (2021), 48–50; P. A. Ivanov, M. F. Kudoyarov, N. M. Lebedeva, N. D. Il'inskaya, T. P. Samsonova, “High-voltage avalanche 4$H$-SiC diodes with a protective semi-insulating area”, Tech. Phys. Lett., 47:3 (2021), 275–277