Un LDMOS integrado con diodo de heterounión de trinchera 4H-SiC con características de recuperación inversa mejoradas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería eléctrica
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• Los dispositivos LDMOS de carburo de silicio 4H (SiC) son cruciales para la electrónica de potencia.
• Los diodos parásitos en las estructuras LDMOS pueden limitar el rendimiento, especialmente durante la recuperación inversa.
• La optimización de la recuperación inversa es esencial para las aplicaciones eficientes de conmutación de energía.

Objetivo del estudio:

• Proponer e investigar una nueva estructura de 4H-SiC LDMOS con una heterounión de zanja en la fuente (THD-LDMOS).
• Para mejorar el rendimiento de recuperación inversa del diodo parasitario en 4H-SiC LDMOS.
• Para analizar el impacto de la heterounión de zanja en las características del dispositivo.

Principales métodos:

• Simulación y caracterización del dispositivo.
• Introducción de una estructura de silicio P+ de trinchera en la región de origen.
• Análisis de la formación de la heterounión y su comportamiento eléctrico.
• Comparación del THD-LDMOS con el LDMOS convencional de 4H-SiC.

Principales resultados:

• La heterojunción de trinchera es unipolar y funciona en paralelo con el diodo PiN del cuerpo.
• La heterounión conduce primero durante el funcionamiento libre, evitando el encendido del diodo PiN.
• Reducción significativa de la corriente pico de recuperación inversa (55,5%) y de la carga de recuperación inversa (77,6%).
• No hay efectos adversos en otras características eléctricas fundamentales del dispositivo LDMOS.

Conclusiones:

• La estructura THD-LDMOS mejora efectivamente el rendimiento de la recuperación inversa.
• El nuevo diseño de heterounión de zanja ofrece una solución viable para reducir la acumulación de portadores.
• Este avance es beneficioso para aplicaciones de conmutación de energía de alto rendimiento.