瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor,TVS)作为常用的防护型器件具有吸收功率高、响应速度快等特点。目前,雪崩型SiC-TVS器件尚缺乏合理的终端设计,以常用N型衬底为基础的外延P+N-N+/Mesa结构SiC-TVS器件在反偏P+/N-结边缘处易形成负斜角边缘结构,导致器件因边缘电场集中而提前击穿,严重影响器件的工作可靠性。本文基于Sentaurus TCAD数值仿真,研究了一种雪崩型SiC-TVS器件结构,该结构采用离子注入形成大曲率半径的U型平面PN结,并将其边缘与Mesa沟槽终端顶点在器件上表面以距离x进行耦合设计,使器件表面形成正斜角终端,有效地避免了边缘电场集中效应。同时x的选取具有一定余量,在工艺上较易实现。最后利用该结构仿真得到了响应时间约5.3ns、钳位因子达到1.01的雪崩型SiC-TVS器件,仿真结果表明新型耦合结构器件对异常瞬态浪涌信号表现出良好的抑制效果。
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