碳化硅半导体材料与器件

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划碳化硅半导体材料与器件　　碳化硅电力电子器件的发展现状分析在过去的十五到二十年中，碳化硅电力电子器件领域取得了令人瞩目的成就，所研发的碳化硅器件的性能指标远超当前硅基器件，并且成功实现了部分碳化硅器件的产业化，在一些重要的能源领域开始逐步取代硅基电力电子器件，并初步展现出其巨大的潜力。碳化硅电力电子器件的持续进步将对电力电子技术领域的发展起到革命性的推动作用。随着SiC单晶和外延材料技术的进步，各种类型的

2、SiC器件被开发出来。SiC器件主要包括二极管和开关管。SiC二极管主要包括肖特基势垒二极管及其新型结构和PiN型二极管。SiC开关管的种类较多，具有代表性的开关管有金属氧化物半导体场效应开关管(MOSFET)、结型场效应开关管(JFET)、绝缘栅双极开关管(IGBT)三种。　　1.SiC二极管实现产业化目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务

3、技能及个人素质的培训计划　　SiC电力电子器件中，SiC二极管最先实现产业化。XX年德国Infineon公司率先推出SiC二极管产品，美国Cree和意法半导体等厂商也紧随其后推出了SiC二极管产品。在日本，罗姆、新日本无线及瑞萨电子等投产了SiC二极管。很多企业在开发肖特基势垒二极管(SBD)和JBS结构二极管。目前，SiC二极管已经存在600V~1700V电压等级和50A电流等级的产品。　　SiC肖特基二极管能提供近乎理想的动态性能。做为单子器件，它的工作过程中没有电荷储存，因此它的反向恢复电流仅由它的耗尽层结电

4、容造成，其反向恢复电荷以及其反向恢复损耗比Si超快恢复二极管要低一到两个数量级。更重要的是，和它匹配的开关管的开通损耗也可以得到大幅度减少，因此提高电路的开关频率。另外，它几乎没有正向恢复电压，因而能够立即导通，不存在双极型器件的开通延时现象。在常温下，其正态导通压降和Si　　超快恢复器件基本相同，但是由于SiC肖特基二极管的导通电阻具有正温度系数，这将有利于将多个SiC肖特基二极管并联。在二极管单芯片面积和电流受限的情况下，这可以大幅度提高SiC肖特基二极管的容量，使它在较大容量中的应用成为可能。目前实验室报道的

5、最大容量的SiC二极管已经达到了6500V/1000A的水平。由于SiC开关管的发展相对二极管滞后，当前更普遍的做法是将SiC二极管和SiIGBT和MOSFET器件封装在一个模块中以形成大功率开关组合。目前Cree公司、Microsemi公司、Infineon公司、Rohm公司的SiC肖特基二极管用于变频或逆变装置中替换硅基快恢复二极管，显著提高了工作频率和整机效率。中低压SiC肖特基二极管目前已经在高端通讯开关电源、光伏并网逆变器领域上产生较大的影响。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的

6、发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　SiC肖特基二极管的发展方向是衬底减薄技术和TrenchJBS结构。衬底减薄技术能够有效地减小低压SiC肖特基二极管的导通电阻，增强器件浪涌电流能力，减小器件热阻。Infineon公司于XX年9月发布第五代SiCSBD产品，首次采用衬底减薄技术。在SiC晶格里，JBS结构中离子注入p阱的深度受到限制(碳化硅半导体材料与器件)，降低通态比电

7、阻。采用这种结构的碳化硅功率MOS要比也采用了这种结构的硅功率MOS的通态比电阻低250倍。采用这种结构，XX年己有用4H-SiC实现阻断电压4500V，而通态比电阻仅有387mΩ.cm2的报道。在XX年的ISPSD会议上，Khan等人报道了采用UMOS结构将碳化硅MOSFET的阻断电压提高到5100V，通态比电阻降到105mΩ.cm2。　　图4碳化硅ACCUFET结构示意图　　近年来，结型场效应晶体管(JFET)因为不需要制作栅氧化层而受到碳化硅场效应器件开发者们的重视。Asano等人[12]在XX年报道了用4H

8、-SiC制作的名为SEJFET(StaticExpansion-channelJFET)的场效应器件，其阻断电压提高到5500V，通态比电阻降低到218mΩ.cm2。次年，他们又报道了一个耐压5000V的SEJFET，其通态比电阻只有69mΩ.cm2。他们的工作表明，兼顾正反向特性的优化设计已将4H-SiC　　场效应器件的通态比电阻缩小到只有硅场效应器件目的