1.4.1 單極型功率二極管

單極型功率二極管為肖特基整流二極管，利用金屬-半導體勢壘實現整流。功率肖特基二極管的結構還包含漂移區，如圖1.4所示。由于漂移區的電阻隨著反向電壓的增加而迅速增加，所以商用的硅肖特基二極管的阻斷電壓一般在100V以下。對于實際應用而言，當超過該值時，硅肖特基二極管的通態壓降變大。對于硅PiN二極管，盡管其開關速度較慢，但其通態壓降低，可以用來設計具有較大擊穿電壓的器件。

硅肖特基二極管遇到的基本問題之一是，雖然通態壓降可以設計得較?。▽τ谀蛪狠^低的肖特基二極管），但反向漏電流較大。這與肖特基勢壘降低效應和擊穿前雪崩倍增現象有關，當反向電壓從零增加到工作電壓時，漏電流增加一個數量級。

減小功率肖特基二極管漏電流的一種方法是通過加入如圖1.5所示的PN結。這種結構被稱為結勢壘控制肖特基（JBS）二極管，它已經有效地用于提高低壓硅器件和高壓碳化硅器件的性能。

圖1.4 功率肖特基勢壘整流器結構及其等效電路

圖1.5 結勢壘控制肖特基（JBS）整流器結構

另一種屏蔽陽極肖特基接觸高電場強度的方法是使另一個肖特基接觸具有較大的勢壘高度。將具有較大勢壘高度的肖特基接觸放置在溝槽內可以增強屏蔽效果，如圖1.6所示。因此，這種結構也被稱為溝槽肖特基勢壘控制肖特基（TSBS）整流器。盡管這種結構首先提出來是用于改善硅器件的，但由于寬禁帶半導體具有較大的勢壘高度，所以這種結構更適用于碳化硅器件。

原則上，還可以通過加入MOS結構來屏蔽陽極肖特基接觸，如圖1.7所示。在溝槽內形成MOS結構能夠提高屏蔽效果。這種方法對于具有成熟MOS技術的硅器件是可行的。但在碳化硅結構中，這種方法是不可取的，因為在氧化物中會產生非常高的電場強度，從而會導致器件失效。在硅器件中，這個想法已經與電荷耦合現象結合，以此來減小漂移區的電阻。

圖1.6 溝槽肖特基勢壘控制肖特基（TSBS）整流器結構

圖1.7 MOS勢壘控制肖特基（MBS）整流器結構