SiC电力电子器件简介

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1、碳化硅电力电子器件简介中国南车PPT课件标准图示库南车时代电气电力电子事业部2009V0115版本2012年9月18日2009V0115版本Page2Page3内容提要第一部分碳化硅材料概述第二部分碳化硅器件工艺技术第三部分未来发展趋势第四部分碳化硅电力电子器件什么是碳化硅一种宽禁带化合物半导体材料一种应用前景巨大地极端电子学材料Page4在高温、辐照环境等条件下使用在超高压和超高电流密度电子系统中使用在超高功率-频率指数电子系统中使用Ⅳ-Ⅳ族二元化合物，也是Ⅳ族元素中唯一一种固态化合物禁带宽度为3.02eV（6H-SiC）什么是碳化硅一种高热导率、高临界击穿电场、高载流子饱和漂

2、移速度的先进半导体材料Page5热导率为5W/cm·K，是硅材料的三倍以上临界雪崩击穿电场为2.5MV/cm，是硅材料的十倍以上载流子饱和漂移速度为2×107cm/s，是硅材料的两倍什么是碳化硅一种热稳定性高的半导体材料一种高硬度、高耐磨性的晶体一种化学性质稳定的化合物Page6常压下，不可能熔化SiC；在高温下（>2000℃），SiC升华分解为碳和含硅的蒸气碳化硅的莫氏硬度为9.2-9.3，仅次于金刚石碳化硅的耐磨系数为9.15，仅次于金刚石可与氧气反应形成氧化物，通常氧化温度在1200℃以上在高温下（>900℃），能与Cl2等发生化合反应能溶解于熔融的氧化剂中，如Na2O2一种

3、具有同质多型的晶体一种具有丰富颜色信息的晶体什么是碳化硅Page7晶体结构包括闪锌矿结构和菱形结构（α-SiC）、纤锌矿结构（β-SiC），已经被证实的多型超过200种不同的多型具有不同的颜色将氮掺入SiC中具有不同的颜色碳化硅材料基本特性列表Page8碳化硅材料能做什么Page9大功率LED照明领域碳化硅材料能做什么Page10大功率电力电子器件材料器件应用Page11碳化硅材料能做什么珠宝碳化硅材料能做什么Page12磨料、磨具化工耐磨、耐火和耐腐蚀材料有色金属钢铁建材陶瓷砂轮工业冶金选矿电力电子器件选择碳化硅Page13Page14电力电子器件选择碳化硅Page

4、15电力电子器件选择碳化硅Page16内容提要第一部分碳化硅材料概述第二部分碳化硅器件工艺技术第三部分未来发展趋势第四部分碳化硅电力电子器件碳化硅器件发展历程Page171905年第一次在陨石中发现碳化硅1907年第一只碳化硅发光二极管诞生1955年理论和技术上重大突破，LELY提出生长高品质碳化概念，从此将SIC作为重要的电子材料1958年在波士顿召开第一次世界碳化硅会议进行学术交流1978年六、七十年代碳化硅主要由前苏联进行研究。到1978年首次采用“LELY改进技术”的晶粒提纯生长方法1987年～至今以CREE的研究成果建立碳化硅生产线，供应商开始提供商品化的碳化硅基电力电子

5、器件电力电子器件总揽Page18肖特基二极管（SBD、JBS）开关器件双极型二极管IGBTSiC电力电子器件整流器件PIN单极晶体管双极晶体管MOSFETJFETBJT,GTOPage19SiC肖特基二极管衬底漂移区阳极阴极终端保护结Page20SiC肖特基二极管SiCJFETPage21SiCMOSFETPage22Page23SiCMOSFETSiCIGBTPage24Page25内容提要第一部分碳化硅材料概述第二部分碳化硅器件工艺技术第三部分未来发展趋势第四部分碳化硅电力电子器件外延技术Page26SiC衬底SiC外延刻蚀技术Page27干法刻蚀SiC衬底Si

6、C外延掺杂技术Page28高温离子注入SiC衬底SiC外延Al钝化技术Page29SiC衬底SiC外延表面钝化金属化技术Page30SiC衬底SiC外延肖特基欧姆接触氧化技术Page31其他工艺技术表面处理技术光刻技术互连技术隔离技术Page32Page33内容提要第一部分碳化硅材料概述第二部分碳化硅器件工艺技术第三部分未来发展趋势第四部分碳化硅电力电子器件技术趋势Page34市场趋势Page35Page36谢谢！