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肖特基二極管
的SBD或200V的FRED。在輸出24V～48V的SMPS中，只有選用200V～400V的FRED。設(shè)計(jì)者迫切需要介于100V～200V之間的150VSBD和用于48V輸出SMPS用的200VSBD。近兩年來(lái)，美國(guó)IR公司和APT公司以及ST公司瞄準(zhǔn)高壓SBD的巨大商機(jī)，先后開(kāi)發(fā)出150V和200V的SBD。這種高壓SBD比原低壓SBD在結(jié)構(gòu)上增加了PN結(jié)工藝，形成肖特基勢(shì)壘與PN結(jié)相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)，如圖2所示。采用這種結(jié)構(gòu)的SBD，擊穿電壓由PN結(jié)承受。通過(guò)調(diào)控N－區(qū)電阻率、外延層厚度和P+區(qū)的擴(kuò)散深度，使反偏時(shí)的擊穿電壓突破了100V這個(gè)長(zhǎng)期不可逾越的障礙，達(dá)到150V和200V。在正向偏置時(shí)，高壓SBD的PN結(jié)的導(dǎo)通門(mén)限電壓為0.6V，而肖特基勢(shì)壘的結(jié)電壓僅約0.3V，故正向電流幾乎全部由肖特基勢(shì)壘供給。
為解決SBD在高溫下易產(chǎn)生由金屬－半導(dǎo)體的整流接觸變?yōu)闅W姆接觸而失去導(dǎo)電性這一肖特基勢(shì)壘的退化問(wèn)題，APT公司通過(guò)退火處理，形成金屬－金屬硅化物－硅勢(shì)壘，從而提高了肖特基勢(shì)壘的高溫性能與可靠性。
肖特基二極管參數(shù)
ST公司研制的150VSBD，是專(zhuān)門(mén)為在輸出12V～24V的SMPS中替代200V的高頻整流FRED而設(shè)計(jì)的。像額定電流為2×8A的STPS16150CT型SBD，起始電壓比業(yè)界居先進(jìn)水平的200V/2×8AFRED（如STRR162CT）低0.07V（典型值為0.47V），導(dǎo)通電阻RD（125℃）低6.5mΩ（典型值為40mΩ），導(dǎo)通損耗低0.18W（典型值為1.14W）。
APT公司推出的APT100S20B、APT100S20LCT和APT2×10IS20型200VSBD，正向平均電流IF（AV）=100A，正向壓降VF≤0.95V，雪崩能量EAS=100mJ。EAS的表達(dá)式為
EAS=VRRM×IAS×td
在式（1）中，200VSBD的VRRM=200V，IAS為雪崩電流，并且IAS≈IF=100A，EAS=100mJ。在IAS下不會(huì)燒毀的維持時(shí)間：td=EAS/（VRRM×IAS）=1000mJ/(200V×100A)=5μs。也就是說(shuō)，SBD在出現(xiàn)雪崩之后IAS=100A時(shí)，可保證在5μs之內(nèi)不會(huì)損壞器件。EAS是檢驗(yàn)肖特基勢(shì)壘可靠性的重要參量200V/100A的SBD在48V輸出的通信SMPS中可替代等額定值的FRED，使整流部分的損耗降低10%～15%。由于SBD的超快軟恢復(fù)特性及其雪崩能量，提高了系統(tǒng)工作頻率和可靠性，EMI也得到顯著的改善。
業(yè)界人士認(rèn)為，即使不采用新型半導(dǎo)體材料，通過(guò)工藝和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，SBD的耐壓有望突破200V，但一般不會(huì)超過(guò)600V。
SiC高壓SBD
由于Si和GaAs的勢(shì)壘高度和臨界電場(chǎng)比寬帶半導(dǎo)體材料低，用其制作的SBD擊穿電壓較低，反向漏電流較大。碳化硅（SiC）材料的禁帶寬度大(2.2eV～3.2eV)，臨界擊穿電場(chǎng)高（2V/cm～4×106V/cm），飽合速度快（2×107cm/s），熱導(dǎo)率高為4.9W/（cm·K），抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，硬度大，材料制備和制作工藝也比較成熟，是制作高耐壓、低正向壓降和高開(kāi)關(guān)速度SBD的比較理想的新型材料。
1999年，美國(guó)Purdue大學(xué)在美國(guó)海軍資助的MURI項(xiàng)目中，研制成功4.9kV的SiC功率SBD，使SBD在耐壓方面取得了根本性的突破。 SBD的正向壓降和反向漏電流直接影響SBD整流器的功率損耗，關(guān)系到系統(tǒng)效率。低正向壓降要求有低的肖特基勢(shì)壘高度，而較高的反向擊穿電壓要求有盡可能高的勢(shì)壘高度，這是相矛盾的。因此，對(duì)勢(shì)壘金屬必須折衷考慮，故對(duì)其選擇顯得十分重要。對(duì)N型SiC來(lái)說(shuō)，Ni和Ti是比較理想的肖特基勢(shì)壘金屬。由于Ni/SiC的勢(shì)壘高度高于Ti/SiC，故前者有更低的反向漏電流，而后者的正向壓降較小。為了獲得正向壓降低和反向漏電流小的SiCSBD，采用Ni接觸與Ti接觸相結(jié)合、高/低勢(shì)
肖特基二極管
壘雙金屬溝槽（DMT）結(jié)構(gòu)的SiCSBD設(shè)計(jì)方案是可行的。采用這種結(jié)構(gòu)的SiCSBD，反向特性與Ni肖特基整流器相當(dāng)，在300V的反向偏壓下的反向漏電流比平面型Ti肖特基整流器小75倍，而正向特性類(lèi)似于NiSBD。采用帶保護(hù)環(huán)的6H－SiCSBD，擊穿電壓達(dá)550V。
據(jù)報(bào)道，C.M.Zetterling等人采用6H?SiC襯底外延10μm的N型層，再用離子注入形成一系列平行P+條，頂層勢(shì)壘金屬選用Ti，這種結(jié)構(gòu)與圖2相類(lèi)似的結(jié)勢(shì)壘肖特基（JunctionBarrierSchottky，縮寫(xiě)為JBS）器件，正向特性與Ti肖特基勢(shì)壘相同，反向漏電流處于PN結(jié)和Ti肖特基勢(shì)壘之間，通態(tài)電阻密度為20mΩ·cm2，阻斷電壓達(dá)1.1kV，在200V反向偏壓下的漏電流密度為10μA/cm2。此外，R·Rayhunathon報(bào)道了關(guān)于P型4H?SiCSBD、6H?SiCSBD的研制成果。這種以Ti作為金屬勢(shì)壘的P型4H?SiCSBD和6H?SiCSBD，反向擊穿電壓分
肖特基二極管
別達(dá)600V和540V，在100V反向偏壓下的漏電流密度小于0.1μA/cm2（25℃）。
SiC是制作功率半導(dǎo)體器件比較理想的材料，2000年5月4日，美國(guó)CREE公司和日本關(guān)西電力公司聯(lián)合宣布研制成功12.3kV的SiC功率二極管，其正向壓降VF在100A/cm2電流密度下為4.9V。這充分顯示了SiC材料制作功率二極管的巨大威力。
在SBD方面，采用SiC材料和JBS結(jié)構(gòu)的器件具有較大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诟邏汗β识O管領(lǐng)域，SBD肯定會(huì)占有一席之地。 肖特基二極管常見(jiàn)的型號(hào)： MBR300100CT
MBR400100CT
MBR500100CT
MBR600100CT
MBR30050CT
MBR40050CT
MBR50050CT
MBR60050CT
