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当给肖特基二极管施加反向偏置电压时，电压由漂移区承担，最大电场强度位于金属-半导体接触处，如图2.1所示。由于金属不能承担电压，肖特基二极管的反向阻断能力近似由突变PN结的阻断能力决定。对应于平行平面结的击穿电压BV pp ，其漂移区的掺杂浓度和厚度为
实际功率肖特基二极管的击穿电压还受限于边缘击穿。必须采取终端技术来提高肖特基二极管的击穿电压，使其接近平行平面结的击穿电压。
由于硅肖特基二极管的势垒高度相对较小，因此热电子发射成为主导。肖特基二极管的漏电流可通过将负偏置电压 V R 带入式（2.4）获得。漏电流由饱和漏电流决定：
反向漏电流强烈依赖于肖特基势垒高度和温度。为了减小漏电流，使阻断功耗达到最小，需要较大的肖特基势垒高度。而且随着温度增加，漏电流会迅速增大，如图2.6所示。如果漏电流功耗成为主导功耗的话，那么器件温度增加将形成正反馈机制。这种正反馈导致由热失控（thermal runaway）所形成的肖特基二极管的不稳定工作状态。肖特基二极管的这种损坏机制必须通过充分增加肖特基势垒高度加以避免，虽然这样做会造成通态压降的增加。较大的肖特基势垒高度是功率肖特基二极管在较高环境温度工作的保证。由于肖特基势垒降低和隧穿效应，实际功率肖特基二极管的漏电流比饱和漏电流大很多。
图2.6 硅肖特基二极管漏电流与温度之间的关系
1.肖特基势垒高度降低
根据前面的分析，肖特基二极管的漏电流应与所施加偏置电压的大小无关。可实际功率肖特基二极管的漏电流会随反向偏置电压的增加而迅速增加。漏电流的增加远大于反向偏置电压增加所导致耗尽层扩展区的空间电荷区产生电流。
在反向工作状态下，由于镜像力势垒降低效应，肖特基势垒高度会随之降低。势垒降低的量由金属-半导体接触界面的最大电场强度（ E M ）决定。
对于一维结构，最大电场强度与反向偏置电压的关系为
举例说明，图2.7为漂移区掺杂浓度为1×10 16 cm -3 时硅和4H-SiC肖特基势垒高度的降低。对于硅结构，在最大反向偏置电压下肖特基势垒高度降低0.065eV。因为碳化硅二极管发生碰撞电离时电场强度更大，因此可以预计碳化硅二极管的肖特基势垒高度降低比硅器件更严重。漂移区掺杂浓度为1×10 16 cm -3 时，在雪崩击穿电压下，碳化硅势垒高度降低是硅势垒高度降低的3倍，如图2.7所示。这将导致碳化硅器件的反向漏电随反向偏置电压的增加有更大的增加。因为硅器件（50V）和碳化硅器件（3000V）的击穿电压具有不同值，因此在图2.7所示的比较中，反向电压被归一化到击穿电压（反向电压与击穿电压的比值）。
图2.7 硅和4H-SiC二极管肖特基势垒高度的降低
考虑到肖特基势垒高度降低的漏电流可表示为
图2.8对50V击穿电压的硅器件在有无肖特基势垒高度降低效应下所计算的漏电流进行了比较。图中忽略了空间电荷区产生的漏电流，因为该电流远小于流过金属-半导体接触处的漏电流。从图中可以看出，当反向电压增加到接近击穿电压时，由于势垒高度降低效应，漏电流增大了5倍。硅肖特基二极管实际反向漏电流的增加程度比肖特基势垒高度降低效应预测要大很多。
图2.8 50V硅肖特基二极管漏电流密度
2.击穿前雪崩倍增
实际硅功率肖特基二极管漏电流的大幅度增加可以这样理解：当反向偏置电压接近击穿电压时，大量可动载流子通过处于大电场强度下的肖特基结构时，发生了击穿前雪崩倍增效应。到达耗尽层边缘的电子数比通过金属-半导体接触处的电子数增大 M n 倍。倍增因子（ M n ）由金属-半导体接触处的最大电场强度（ E m ）决定：
式中， W D 为耗尽层宽度。考虑到击穿前倍增效应的影响，漂移区掺杂浓度为1×10 16 cm -3 的硅肖特基二极管的漏电流密度如图2.8所示。当电场强度接近击穿的临界电场强度时，考虑了雪崩倍增系数的电流增大效应非常明显。考虑了肖特基势垒降低效应和击穿前倍增效应的漏电流与市场上买到的硅器件特性一致，反向偏置电压从低压增大到额定电压（大约为击穿电压的80%），漏电流增大一个数量级。
3.碳化硅肖特基二极管
碳化硅肖特基势垒高度降低的加剧导致漏电流随反向偏置电压的增加而急剧增加，如图2.9所示。该模型预计：当反向电压接近击穿电压时，漏电流大约增加3个数量级。可是，当给高压碳化硅肖特基二极管施加反向偏置电压时，实验所观察到的漏电流的增加远大于肖特基势垒高度降低模型所给出的结果，尽管模型中考虑了很大的势垒高度降低效应。当反向偏置电压增加时，实验所观察到的漏电流增加大约为6个数量级。
为了解释在碳化硅二极管中所观察到的漏电流更加迅速的增加，有必要考虑场发射（或者隧道效应）漏电流成分。用于计算隧道电流的热电场发射模型使势垒高度降低与金属-半导体界面处的电场强度的二次方成正比。结合热电场发射模型，漏电流密度表达式可写为
式中， C T 为隧道系数。8×10 -13 cm 2 /V 2 的隧道系数可使漏电流增加6个数量级，如图2.9所示，与实验观测的结果一致。因此，除了肖特基势垒高度降低效应，隧道模型漏电流增加3个数量级。
图2.9 3kV 4H-SiC肖特基二极管漏电流密度
如前所述，碳化硅肖特基二极管的漏电流随反向偏置电压的增加比硅器件更加严重。但是与硅器件相比，碳化硅器件可以选择更大的势垒高度来减小绝对漏电流密度，因为对于高压结构来说，1～1.5V的通态压降是可以接受的。可将反向阻断模式的功耗维持在可接受的水平。例如，前面所讨论的3kV 4H-SiC肖特基二极管，室温下的反向功耗小于1W/cm 2 ，而通态功耗为100W/cm 2 。必须考虑漏电流随温度的增加，确保反向功耗低于通态功耗，以保证器件稳定工作。对于硅器件来说，漏电流可使用二极管结构屏蔽肖特基接触加以抑制。