SiC电力电子技术综述

与硅相比,4H-SiC材料具有高功率、耐高温、高频、高集成度、高效率、高抗辐射等优势,是制作电力电子器件的理想材料,近十年以来SiC电力电子器件性能不断提高.回顾了SiC电力电子器件的发展,总结了材料、工艺和器件所面对的技术问题.笔者认为SiC JBS二极管和MOSFET将成为SiC的主流器件,将在今后十年内获得长足的...     

B~+注入隔离在宽禁带半导体中的应用

利用B~+离子注入实现宽禁带半导体的有源层隔离。通过Monte Carlo软件TRIM模拟,优化离子注入能量和剂量。在SiC MESFET中测量两组不同条件的样品及在GaN HEMT测量了三组同种条件的样品都得到了纳安级电流,表现了很好的隔离效果;通过测试表明离子注入隔离的器件相比台面隔离器件的击穿电压有一定程度提高。     

UHF频段高功率SiC SIT

采用导通SiC衬底上的SiC多层外延材料,成功制作出了国内首个SiC SIT(静电感应晶体管).该器件研制中,采用了自对准工艺、高能离子注入及高温退火工艺、密集栅深凹槽干法刻蚀工艺、PECVD SiO:和SizNy介质钝化工艺,有效抑制了漏电并提高了器件击穿电压,器件功率输出能力由此得到提升.最终28 cm栅宽SiC ...     

耐250℃高温的1200 V-5 A 4H-SiC JBS二极管

碳化硅(4H-SiC)材料具有宽带隙、高饱和电子漂移速率和高热导率等优良特性,因此SiC电力电子器件在高功率、大电流、高频率、耐高温和抗辐射等方面相对于Si器件性能要优胜得多,被认为在更高功率、更苛刻环境下有取代Si的非常广泛的应用前景.     

耐250℃高温的1200V-5A4H-SiC JBS二极管

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅结势垒肖特基(JBS)二极管,耐压达到1 200 V,封装的器件电流室温达到5 A(正向压降2.1 V).通过在不同工作温度下对比测试显示了直流特性随工作温度的变化情况,并验证至少在250℃下依旧能正常工作.研制的1 200 V碳化硅JBS二极管和IXYS公司的600 V硅快恢复二极管(Fast recovery diode)进行了对比:室温动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省92%.这是国内首次报道的250℃高温下正常工作的碳化硅JBS二极管.     

600 V-30 A 4H-SiC肖特基二极管作为IGBT续流二极管的研究

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅肖特基(SBD)二极管,耐压超过600 V。正向压降为1.6 V时,器件电流达到30A。作为IGBT续流二极管,600 V碳化硅肖特基二极管和国际整流器公司的600 V超快恢复二极管(Ultra fast diode)进行了对比:125℃IGBT模块动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省90%,相应的IGBT开通能耗节省30%。另外反向恢复中过电压从40%降为10%,这是由于碳化硅的软度高,提高了模块的可靠性。     

1200 V常开型4H-SiC VJFET

用沟槽和离子注入方法在自主外延的4H导通型碳化硅晶圆上研制了垂直沟道结型场效应晶体管(VJFET).在栅电压V<,G>=-10 V时阻断电压达到1 200 V;在V<,G>=2.5 V,V<,D>=2V时的电流密度为395 A/cm<'2>,相应的比导通电阻为5.06 mΩ·cm<'2>.分析发现欧姆接触电阻是导通电阻...     

2700V4H-SiC结势垒肖特基二极管

在76.2 mm 4H-SiC晶圆上采用厚外延技术和器件制作工艺研制的结势垒肖特基二极管(JBS).在室温下,器件反向耐压达到2700 V.正向开启电压为0.8V,在VF=2V时正向电流密度122 A/cm2,比导通电阻Ron=8.8 mΩ·cm2.得到肖特基接触势垒qφв=1.24 eV,理想因子n=1.