Behaviour of 4H-SiC Power Semiconductor Devices under Extreme Operating Conditions

Lechner, Benedikt

Elektrotechnik

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Original title:: Behaviour of 4H-SiC Power Semiconductor Devices under Extreme Operating Conditions
Translated title:: Verhalten von 4H-SiC Leistungshalbleiterbauelementen unter extremen Betriebsbedingungen
Author:: Lechner, Benedikt
Year:: 2021
Document type:: Dissertation
Faculty/School:: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Advisor:: Schrag, Gabriele (Prof. Dr.)
Referee:: Schrag, Gabriele (Prof. Dr.); Lutz, Josef (Prof. Prof. Dr. h.c.)
Language:: en
Subject group:: ELT Elektrotechnik
Keywords:: SiC, Temperature, High power semiconductor, TCAD-Simulation, JBS-diode, PiN-diode
Translated keywords:: SiC, Temperature, Leistungshablleiter, TCAD-Simulationen, JBS-Diode, PiN-Diode
TUM classification:: ELT 200
Abstract:: 4H-SiC JBS-diodes and PiN-diodes were investigated and characterized under extreme operating conditions. To this end, a high temperature test setup was built, and four different measurement configurations were implemented. Investigations on JBS-diodes demonstrated the bipolar activation as well as their blocking capability in dependence of structural variations of the devices. Measurements on PiN-diodes served to calibrate TCAD-simulation models between 300K and 770K, which describe the impact of carbon vacancies on the electron-hole recombination rates. «
4H-SiC JBS-diodes and PiN-diodes were investigated and characterized under extreme operating conditions. To this end, a high temperature test setup was built, and four different measurement configurations were implemented. Investigations on JBS-diodes demonstrated the bipolar activation as well as their blocking capability in dependence of structural variations of the devices. Measurements on PiN-diodes served to calibrate TCAD-simulation models between 300K and 770K, which describe the impact o... »
Translated abstract:: Es wurden 4H-SiC-JBS-Dioden und PiN-Dioden unter extremen Betriebsbedingungen untersucht und charakterisiert. Hierzu wurde ein Hochtemperatur-Prüfstand aufgebaut, in dem vier verschiedene Messkonfigurationen implementiert sind. Untersuchungen an JBS-Dioden zeigten deren bipolare Aktivierung sowie deren Sperrfähigkeit in Abhängigkeit von strukturellen Variationen der Baulemente. Messungen an PiN-Dioden dienten dazu, TCAD-Simulationsmodelle im Temperaturbereich von 300K bis 770K zu kalibrieren, welche den Einfluß von Kohlenstoff-Leerstellen auf die Elektron-Loch-Rekombinationsraten beschreiben. «
Es wurden 4H-SiC-JBS-Dioden und PiN-Dioden unter extremen Betriebsbedingungen untersucht und charakterisiert. Hierzu wurde ein Hochtemperatur-Prüfstand aufgebaut, in dem vier verschiedene Messkonfigurationen implementiert sind. Untersuchungen an JBS-Dioden zeigten deren bipolare Aktivierung sowie deren Sperrfähigkeit in Abhängigkeit von strukturellen Variationen der Baulemente. Messungen an PiN-Dioden dienten dazu, TCAD-Simulationsmodelle im Temperaturbereich von 300K bis 770K zu kalibrieren, we... »
WWW:: https://mediatum.ub.tum.de/?id=1578949
Date of submission:: 18.11.2020
Oral examination:: 03.11.2021
File size:: 7276710 bytes
Pages:: 138
Urn (citeable URL):: https://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:91-diss-20211103-1578949-1-1
Last change:: 11.05.2022
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