功率二极管的正向恢复特性和反向恢复特性

R1=R2=1mΩ

L1=3nH

二极管稳态正偏电压：2V

二极管反向偏压：1000V

（1）反向恢复

（2）正向恢复

（3）正弦波仿真测试

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1 高压整流二极管结构参数：

首先利用TCAD半导体器件仿真软件建立高反压整流二极管结构，如图1所示。由PN结理论可知，高反压整流二极管要承受高的反向击穿电压，PN结其中的一侧必须为低掺杂。当反向击穿电压指标要求一定时，P+N型结构相比于N+P型结构，所需的高阻层厚度更薄。

根据实际电参数指标要求，在25℃室温情况下，当测试电流IR=5μA时，器件反向重复峰值电压（VRRM）需高于1200V。为保证器件结构设计的可靠性，对击穿电压指标考虑10％的裕量，即击穿电压设计目标值为1320V。图2为仿真得到的N型单晶硅电阻率对器件击穿电压的影响，在仿真过程中，衬底少子寿命为10μs，高阻N型区厚度为180μm，P+区表面浓度为5E19cm-3，结深为10.5μm。

当N型单晶硅电阻率大于45Ω.cm时，器件击穿电压约为1400V，满足设计要求。图3为仿真得到的高阻N型单晶硅厚度对器件击穿电压的影响。在仿真过程中，衬底少子寿命为10μs，原始单晶硅电阻率为45Ω.cm，P+区表面浓度为5E19cm-3，结深为10.5μm。当高阻N型单晶硅厚度≥90μm时，器件击穿电压约为1350V，满足设计要求。

器件基本结构参数选择为：原始N型单晶硅片晶向为<111>，少子寿命为10μs，单晶硅电阻率为45Ω.cm。利用三重扩散工艺制备得到N+/N结构，N+衬底砷杂质扩散深度为160μm，砷表面浓度为5E19cm-3；高阻N型区厚度为100μm；阳极区硼扩散表面浓度为5E19cm-3，硼扩散结深为变量，变化范围为1.5~13.5μm。