4H-SiC PiN是一种双极功率器件，在高压以及高功率整流器件领域具有重要意义，其良好的高反向耐压、低电流泄漏和高电流处理能力使4H-SiC PiN功率二极管在3 kV以上的功率整流器和超高电压应用（>10 kV）中逐渐取代了传统的Si基高功率器件。近年来，4H-SiC PiN二极管得到了广泛的研究，虽然取得了一些良好的结果，但在设备制造的关键技术中仍存在许多挑战。

合适的边缘终端结构设计是实现超高压所需的关键器件特性。4H-SiC PiN功率二极管终端结构自发展以来经历了几次改进，例如场限环（FLRs）、结终端延伸（JTE）、台面刻蚀（Mesa）和复合终端是优化终端结构的领先技术。通过对比国内外研究发现，结终端延伸（JTE）结构被广泛应用于PiN功率二极管中。然而，由于Al离子注入在SiC中的扩散常数远小于Si，使SiC器件中实现横向渐变掺杂是十分困难的，而且单区JTE结构对Al离子注入剂量十分敏感，因此国内外学者采用新型终端结构来解决上述问题，例如利用场限环辅助结终端扩展结构（GA-JTE）、双区刻蚀JTE结构以及空间调制结终端扩展结构（SM-JTE）来克服单区JTE结构的缺点，从而提高击穿电压。

2021年，电子科技大学邓小川教授团队报道了一个反向耐压可达6.5 kV 的4H-SiC PiN二极管。该终端采用了空间调制结终端扩展结构，台面刻蚀深度2 μm、台面倾角为 45°，通过仿真模拟确定的JTE 1区和JTE 2区的掺杂剂量比为3：2，JTE 1区和JTE 2区的注入扩散长度分别为150 μm和100 μm，终端结构如图1所示，随着掺杂浓度的降低，该终端被分为5个有效掺杂区域，缓解了主结耗尽区的电场变化，横向变量掺杂效应降低了边缘的峰值电场，增强了对主结和过渡区的保护，电学试验结果表明，在室温下正向电压为3.2 V，电流密度为100 A/cm²，正向电压为3.78 V，反向击穿电压达到7.4 kV，反向漏电流＜10 μA，达到理想平面结击穿电压的93%，电学测试结果如图2所示。

空间调制结终端扩展结构提高了终端注入剂量窗口，为高反向耐压功率二极管的终端设计提供了新思路。

该文章以题为“A review of the etched terminal structure of a 4H-SiC PiN diode”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. MAM-JTE终端结构示意图。

图2. 电学测试结果—I-V特征曲线图。

随着能源危机和环境污染的日益严重，寻找清洁、高效、可再生的能源已成为了当今社会的迫切需求。钠离子电池作为一种新型的储能装置，具有原料丰富、成本低廉、安全性高等优点，被视为锂离子电池的有力竞争者。然而，钠离子电池的性能仍受到了电极材料的制约，半径较大的钠离子难以在材料中可逆地进行嵌入脱出反应，因此如何提高电极材料的钠储存能力和稳定性是一个关键的挑战。 为了应对这一挑战，中国科学技术大学周敏课题组与安徽农业大学李倩文课题组合作，制备了一种金属相的少层1T- VS₂纳米片，作为钠离子电池的负极材料，展现了卓越的钠储存性能。该研究成果发表在《半导体学报》2023年第44卷第11期。

层状结构的二硫化钒（VS₂）作为一种典型的过渡金属二硫化物，是一类经典的离子电池电极材料。其由弱范德华力相互作用堆叠而成的层间结构有利于钠离子在层间进行稳定的嵌脱反应和快速的扩散过程。VS₂有H相和T相两种晶型，它们都可以在常温常压下稳定存在。而1T相的VS₂纳米片由于其典型的金属导电性，不仅具有优异的面内电子电导率的金属特性，而且还具有载流子扩散动力学特性。因此，高电导率的1T- VS₂对钠离子电池的性能提升具有重要意义，也能深入揭示原子堆积特征和电化学性能之间的关系。

由于二维特征和独特的电子结构，金属少层1T-VS₂纳米片表现出了卓越的电化学性能和稳定性。在100 mA g^-1的电流密度下，经过200次循环后，它的比容量仍可达241 mAh g^-1，库仑效率接近100 %，在所有具有原始层间距的纯插层型过渡金属二硫化物中储钠性能最优。

图1.（a）P-Well/Deep N-Well结构SPAD横截面示意图；（b）GRW分别为1 μm和2 μm的SPAD显微照片。

图2. SPAD器件测试结果 （a）DCR随过偏置电压变化；（b）在过偏置电压2 V下随温度变化；（c）不同过偏压下的PDP；（d）不同过偏压下的AP。

文章信息：

Study of the influence of virtual guard ring width on the performance of SPAD detectors in 180 nm standard CMOS technology

Danlu Liu, Ming Li, Tang Xu, Jie Dong, Yuming Fang, Yue Xu

J. Semicond.  2023, 44(11): 114102  doi: 10.1088/1674-4926/44/11/114102