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碳化硅肖特基二极管 |
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金属与半导体的功函数不同，电荷越过金属/半导体界面迁移，产生界面电场，半导体表面的能带发生弯曲，从而形成肖特基势垒，这就是肖特基接触。金属与半导体接触形成的整流特性有两种形式，一种是金属与 N 型半导体接触，且 N 型半导体的功函数小于金属的功函数；另一种是金属与 P 型半导体接触，且 P 型半导体的功函数大于金属的功函数。
金属与半导体接触时，载流子流经肖特基势垒形成的电流主要有四种输运途径。这四种输运方式为：
1、N 型 4H-SiC 半导体导带中的载流子电子越过势垒顶部热发射到金属；
2、N 型 4H-SiC 半导体导带中的载流子电子以量子力学隧穿效应进入金属；
3、空间电荷区中空穴和电子的复合；
4、4H-SiC 半导体与金属由于空穴注入效应导致的的中性区复合。
产生二次击穿的原因主要是半导体材料的晶格缺陷和管内结面不均匀等引起的。二次击穿的产生过程是：半导体结面上一些薄弱点电流密度的增加，导致这些薄弱点上的温度增加引起这些薄弱点上的电流密度越来越大，温度也越来越高，如此恶性循环引起过热点半导体材料的晶体熔化。此时在两电极之间形成较低阻的电流通道，电流密度骤增，导致肖特基二极管还未达到击穿电压值就已经损坏。因此二次击穿是不可逆的，是破坏性的。流经二极管的平均电流并未达到二次击穿的击穿电压值，但是功率二极管还是会产生二次击穿。
碳化硅具有载流子饱和速度高和热导率大的特点，应用开关频率可达到1MHz，在高频应用中优势明显，其中碳化硅肖特基二极管（SiC JBS）耐压可以达到6000V以上。相对应的，硅材料的禁带宽度较低，在较低的温度下硅器件本征载流子浓度较高，而高的漏电流会造成热击穿，这限制了器件在高温环境和大功率耗散条件下工作。
碳化硅（SiC）是一种的半导体材料，基于SiC的肖特基二极管（SiC Schottky Diode）具有更高能效、更高功率密度、更小尺寸和更高的可靠性，可以在电力电子技术领域打破硅的极限，成为新能源及电力电子的器件。
碳化硅的能带间隔为硅的2.8倍（宽禁带），达到3.09电子伏特。其绝缘击穿场强为硅的5.3倍，高达3.2MV/cm，其导热率是硅的3.3倍，为49w/cm·k。它与硅半导体材料一样，可以制成结型器件、场效应器件、和金属与半导体接触的肖特基二极管。
