碳化硅电力电子器件及其制造工艺新进展

评述了各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景,指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力,还在于能大幅度降低器件的功率损耗,使电力电子技术的节能优势得以更加充分地发挥.针对碳化硅材料的特殊性和实现碳化硅器件卓越性能的需要,分析了器件工艺当前亟待解决的问题.     

碳化硅电力电子器件及其应用的研发新进展

综合评述诸如肖特基势垒二极管、pn结二极管、功率MOS、功率JFET、BJT、GTO、GCT以及功率模块等各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景，指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力，还在于能大幅度降低器件的功率消耗，使电力电子技术的节能优势得以更加充分的发挥；文章还对碳化硅器件在电力电子领域特别是电力变换器方面的初步应用及开发情况也做了简略介绍。     

电力电子器件及其应用的现状和发展

电力电子技术近年来得到了长足的发展,作为当前重要的高新技术产业是我国进行工业模式转型、国防安全建设的核心技术.发展能够承载大功率电流的核心技术,是电力电子器件当下需要面对的问题.本文通过对电力电子技术的分析,研究主导电力电子器件技术升级的大功率元器件,探讨当下电力电子元件的应用问题,为电力电子器件的发展与进步,提供宝贵的参考意见.     

新型电力电子器件及其应用

1988年国家科委组织了“电力电子技术发展战略研究”(以下简称“战略研究”),随后,电力电子作为一项高新技术及其对促进工业技术进步所起的重要作用得到了普遍承认,并分别列为国家“八五”重点科技攻关项目及九十年代我国经济发展的关键技术和节能     

现代电力电子器件及其应用

按美国IEEE电力电子学会的定义,电力电子技术是“有效地使用电子半导体器件,应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换”。因此电力电子技术包括     

碳化硅电力电子器件

以硅器件为基础的电力电子技术，因大功率场效应晶体管(功率MOS)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等新型电力电子器件的全面应用而日臻成熟。目前这些器件的开关性能，已随其结构设计和制造工艺的相当完善，而接近其材料特性决定的理论极限，依靠硅器件继续完善和提高电力电子器件装置与系统的潜力已十分有限。伴随新世纪的到来，实用化和商品化的碳化硅肖特基势垒功率晶体管以其初露的优势特性，证实了它在改善以硅器件为基础的电力电子技术方面将引起革命性变化。     

碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望

就目前来看,我国的科学技术得到快速发展。在这一背景下,半导体的器件在制作以及生产的工艺上都得到一定的发展。而碳化硅属于宽带材料的一种,其主要的特点是高热导率、高饱和电子漂移速率以及高击穿场强等。通过这种新型的半导体,可以实现大功率、高压以及高温应用。另外,由于碳化硅成本的大幅度降低,且其性能得到提升,使得碳化硅在电力系统中得到普遍使用。本文将对电子系统中碳化硅电力电子器件的应用进行了深入的分析以及探讨。     

蓝光半导体碳化硅──材料、器件和工艺

碳化硅（ＳｉＣ）是目前主要的蓝光半导体材料之一，国际上已初步实现了ＳｉＣ蓝光发光二极管的产业化。目前商品器件工作电压３．０Ｖ，工作电流２０ｍＡ时，发射波长４７０ｎｍ，功率１８μＷ，工作电流５０ｍＡ时，辐射功率可达３６μＷ。最近的实验研究发现，采用ＳｉＣ和氮化镓的合金制成的ＬＥＤ可大幅度提高发光效率，其发射功率的实验室水平已达８５０ｍＷ。文中从ＳｉＣ材料特性、ＳｉＣ发光器件及ＳｉＣ材料、器件工艺等几方面入手，综述了ＳｉＣ作为蓝光半导体材料及其器件和工艺的研究进展。     

新一代碳化硅器件渐入佳境

作为宽带半导体中发展最为成熟的SiC器件,是目前半导体领域最受人关注的热点器件和前沿研究领域之一,其在大功率、高频、耐高温、抗辐射和抗腐蚀等方面具有的巨大应用潜力,使其成为潜在的高功率、耐高温、抗辐射性能强的新一代功率半导体器件。     

SiC电力电子器件研究现状及新进展

由于硅材料本身的限制,传统硅电力电子器件性能已经接近其极限,碳化硅(SiC)器件的高功率、高效率、耐高温、抗辐照等优势逐渐突显,成为电力电子器件一个新的发展方向.综述了SiC材料、SiC电力电子器件、SiC模块及关键工艺的研究现状,重点从材料、器件结构、制备工艺等方面阐述了SiC二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结晶型场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)及模块的研究进展.概述了SiC材料、SiC电力电子器件及模块的商品化情况,最后对SiC材料及器件的发展趋势进行了展望.     

电力半导体器件的最新发展动向

综述了电力半导体器件的最新发展动向,介绍了几种新型的电力半导体器件,指出新型的碳化硅材料将替代传统的硅材料成为制造电力半导体器件的理想材料。     

立方相SiC MEMS器件研究进展

主要介绍了近年来国内外出现的有市场推广潜力的立方相碳化硅(3C-SiC)MEMS器件,详细描述了其中一些典型器件的基本结构、加工工艺及初步测试结果,并指出了要想提高器件的可靠性,需要获得低残余应力、低应力梯度的薄膜材料,应当采用合适的刻蚀方法,还需保证金属与碳化硅欧姆接触的稳定性,同时高温引线键合与封装工艺亦不能忽视。随着材料生长和加工成本的不断降低,3C-SiC基MEMS器件将会逐步走向商品化。     

Fabrication techniques and applications of flexible graphene-based electronic devices

In recent years, flexible electronic devices have become a hot topic of scientific research. These flexible devices are the basis of flexible circuits, flexible batteries, flexible displays and electronic skins. Graphene-based materials are very promising for flexible electronic devices, due to their high mobility, high elasticity, a tunable band gap, quantum electronic transport and high mechanical strength. In this article, we review the recent progress of the fabrication process and the applications of graphene-based electronic devices, including thermal acoustic devices, thermal rectifiers, graphene-based nanogenerators, pressure sensors and graphene-based light-emitting diodes. In summary, although there are still a lot of challenges needing to be solved, graphene-based materials are very promising for various flexible device applications in the future.     

SiC宽禁带功率器件在雷达发射机中的应用分析

介绍了SiC宽禁带半导体材料的特性,通过与Si和GaAs半导体相比较,该材料在击穿电场强度、截止频率、热传导率、抗辐射能力、结温和热稳定性等方面具有显著优点。SiC宽禁带功率器件,尤其在输出功率、功率密度、工作频率、工作带宽、环境适应性和总效率等方面具有卓越的性能,在雷达发射机中有良好的应用前景。文章还详细论述了现代雷达对SiC功率器件的具体指标要求。     

Some Critical Materials and Processing Issues in SiC Power Devices

There has been a rapid improvement in SiC materials and power devices during the last few years. However, the materials community has overlooked some critical issues, which may threaten the emergence of SiC power devices in the coming years. Some of these pressing materials and processing issues will be presented in this paper. The first issue deals with the possibility of process-induced bulk traps in SiC immediately under the SiC/SiO₂ interface, which may be involved in the reduction of effective inversion layer electron mobility in SiC metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFETs). The second issue addresses the effect of recombination-induced stacking faults (SFs) in majority carrier devices such as MOSFETs, Schottky diodes, and junction field-effect transistors (JFETs). In the past it was assumed that the SFs only affect the bipolar devices such as PiN diodes and thyristors. However, most majority carrier devices have built-in p–n junction diodes, which can become forward biased during operation in a circuit. Thus, all high-voltage SiC devices are susceptible to this phenomenon.     

SiC半导体材料及其器件应用

分析了 Si C材料的结构类型和基本特性 ,介绍了 Si C单晶材料的生长技术及器件工艺技术 ,简要讨论了 Si C器件的主要应用领域和优势。     

TEOS LPCVD技术在SiC功率器件工艺中的应用

应用正硅酸乙酯(TEOS)LPCVD技术实现二氧化硅在SiC晶片表面的淀积,在一定程度上弥补了SiC氧化层过薄和PECVD二氧化硅层过于疏松的弊端。采用TEOS LPCVD技术与高温氧化技术的合理运用,既保证了氧化层介质的致密性和与SiC晶片的粘附能力,又提高了器件的电性能和成品率,同时避免了为获得一定厚度氧化层长时间高温氧化的不足。采用此技术后,SiC芯片的直流成品率得到提高,微波功率器件的对比流片结果显示微波性能也得到了明显的提升,功率增益比原工艺提高了1.5 dB左右,功率附加效率提升了近10%。     

SiC及其功率器件的激光制孔研究进展

SiC作为第三代半导体材料的典型代表,因具有优异的物化性能,在功率器件领域具有极大的应用前景.文章简要介绍了激光制孔的基本原理,综述了 SiC的长脉冲与超短脉冲激光制孔研究进展,对比了长脉冲与超短脉冲激光的加工特点,分析了不同脉冲宽度下SiC的制孔效果.同时,介绍了 GaN/SiC,AlGaN/GaN/SiC等SiC功率器件的激光制孔研究现状.最后,指出了 SiC及其功率器件激光制孔面临的挑战,并展望了未来的发展方向.