[发明专利]评估SiC同质异构结IMPATT二极管性能的方法

权利要求书

1.一种评估评估SiC同质异构结IMPATT二极管性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，确定SiC同质异构结IMPATT二极管的结构，并基于载流子漂移-扩散机制的分析，构建SiC同质异构结IMPATT二极管的N区及P区的厚度与工作频率f_d满足如下关系：

其中υ_s代表载流子的饱和漂移速度，W为N区厚度+P区厚度；

步骤S2，在所述SiC同质异构结IMPATT二极管的结构基础上，建立以N区与P区的交界面为原点、垂直结从N到P的一维坐标系，明确N区、P区的边界位置；进一步建立所述SiC同质异构结IMPATT二极管的泊松方程、连续性方程及电流密度方程；其中，

(1)泊松方程为：

其中，ε是半导体的介电常数，n为电子浓度，p为空穴浓度，q＝1.6×10^-19C，为基本电荷电量，N_D为考虑了隧穿效应时N区的掺杂浓度，即施主掺杂浓度，N_A为考虑了隧穿效应时P区的掺杂浓度，即受主掺杂浓度；

(2)电流密度方程包括J_n＝qnυ_n和J_p＝qpυ_p，

其中J_n为电子的电流密度，J_p为空穴的电流密度，v_n为电子的漂移速度，v_p空穴的漂移速度；

(3)连续性方程包括和

其中G_An为电子的雪崩产生率，G_Ap为空穴的雪崩产生率，G_Tn为电子的隧穿产生率，G_Tp为空穴的隧穿产生率，G_Ap＝G_An＝α_pυ_pp+α_nυ_nn，α_n为电子的碰撞电离率，α_p为空穴的碰撞电离率，G_Tp(x)＝G_Tn(x')，ξ(x)代表电势分布在空间点x处的导数，x′为与x处价带顶能量相同的导带底位置，系数a_T、b_T分别表示为和m_d为约化有效质量，m_dn，x≤0；m_dp，x>0，E_g为带隙宽度，E_gn，x≤0；E_gp，x>0，为约化普朗克常数，h＝6.626×10^-34J·s为普朗克常数；

步骤S3，根据泊松方程、连续性方程及电流密度方程，构建静态参数评估的方程组，在所述SiC同质异构结IMPATT二极管的边界位置获取相应的边界条件，并利用基于一维有限差分法的双迭代模拟技术，对所述静态参数评估的方程组进行迭代求解，分别计算出所述SiC同质异构结IMPATT二极管的雪崩区宽度W_A、击穿电压V_B、雪崩电压V_A、场强峰值E_p、直流-交流功率转换效率η、最大雪崩产生率G_Amax、最大隧穿产生率G_Tmax；其中，

所述构建的静态参数评估的方程组为：

其中J_D＝J_n+J_p。