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《宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第2期Vol.4No.22009年4月JournalofCAEITApr.2009元器件专题宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望张波,邓小川,张有润,李肇基(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都610054)摘要:碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生长技术和器件制造水平最成熟、应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,是高温、高频、抗辐照、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。文章结合美国国防先进研究计划局DARPA的高功率电子器件应用宽禁带技术HPE项目的发展,介绍了SiC功率器件的最新进展及其面临的挑战和发展前景。同时对我国宽禁
2、带半导体SiC器件的研究现状及未来的发展方向做了概述与展望。关键词:宽禁带半导体;碳化硅;功率器件中图分类号:TN31;TN387文献标识码:A文章编号:167325692(2009)022111208RecentDevelopmentandFuturePerspectiveofSiliconCarbidePowerDevices———OpportunityandChallengeZHANGBo,DENGXiao2chuan,ZHANGYou2run,LIZhao2ji(StatekeyLaboratoryofElectronicThinFilmsandIntegr
3、atedDevices,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China)Abstract:Siliconcarbide(SiC)isatypicalmaterialforthe3rdgenerationsemiconductor.Itisalsooneofthemostwidely2usedandthebesttypesofmaterialfortheproductionofwideband2gapsemiconduc2tors,largelyduetoadvancement
4、incrystalgrowthtechnology,andthematerialpshightoleranceintermsoftemperature,frequency,radioactivity,andpoweroutput.ThelatestdevelopmentinSiCpowerdevice,thechallengesandthefutureperspectivesinvolved,andrelatesthedescriptiontotheresearchinthestate2of2the2artDARPAWideBand2gapSemiconductor
5、Technology(WBST)andtheHighPowerElec2tronics(HPE)programarealldescribedinthispaper.RecentadvancesandthefutureperspectiveofSiCdevicesinChinaarealsoaddressed.Keywords:widebandgap;siliconcarbide;powerdevices[1,2]高压、高温、抗辐照电子器件。由于SiC功率器0引言件可显著降低电子设备的能耗,因此SiC功率器件也被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源”器件。新型半导体材料
6、和器件的研究与突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展。以碳化硅1美国HPE计划相关进展(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料,是继以硅和砷化镓为代表的第一代、第二代半导体从20世纪90年代起,美国国防部(DOD,depart2材料之后迅速发展起来的新型半导体材料。SiC半mentofdefense)就开始支持SiC功率器件研究,SiC导体材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高热导率、功率器件样品相继问世。1992年,美国北卡州立大学高临界击穿电场等突出优点,特别适合制作大功率、功率半导体研究中心在全世界首次研制成功阻断电压收稿日期:2009202204
7、修订日期:20092032191122009年第2期[3]400V的6H2SiCSBD(肖特基势垒二极管)。2001装技术;集成SiC功率器件模块的2.7MVA固态功年,SiCSBD开始商业化,如美国Semisouth公司研制率变电站(SSPS,solidstatepowersubstation)技术。的100A、600V、300℃工作的SiCSBD器件已应用于美国空军多电飞机(MEA,moreelectricaircraft)。SiCSBD构成的功率转换模块可广泛应用于高压、高温、强辐照等恶劣条件下工作的舰艇、飞机、火炮等军事设备的功率电子系统领域,以及混合动
