SiC 器件在雷达电源中的应用

现代雷达的发展迫切需要电源提升功率密度和效率。基于第三代半导体碳化硅(SiC)材料的功率器件在耐压等级、高频工作、高温性能等方面有较大优势。文中详细阐述了SiC 器件的特性和各类型SiC 功率器件的发展现状,分析了SiC功率器件在雷达电源中的应用方向,并基于SiC 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)设计了阵面电源样机,完成了高开关频率性能测试。实验结果表明:SiC MOSFET 的高频工作能降低系统损耗,并提升电源功率密度。     

碳化硅功率模块焊接工艺研究进展

碳化硅(SiC)模块的封装技术是目前电力电子行业关注的热点,焊接材料和工艺是影响模块可靠性的关键环节。详细分析了当前国内外业界已使用或正在研究的焊接材料和工艺,包括应用于传统硅(Si)功率模块和SiC功率模块的常规无铅钎料、低温纳米银烧结、固液互扩散连接和纳米铜焊膏等。分析了各种工艺的焊接过程、焊层性能及存在的问题,明确了今后SiC功率模块高温封装焊接技术的发展方向,即低温纳米银烧结技术和固液互扩散技术将会是SiC功率模块焊接工艺的优选。     

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.     

高频功率半导体器件的新进展

材料、工艺和封装的改进使半导体晶体管取得令人注目的成果,表现为单个器件的高频输出功率超过1KW,在小功率下频率超过50GHz,兼顾到频率和功率时可在10GHz下输出10W。几年前,Si和GaAs材料各有侧重,Si主要用作射频功率器件,而GaAs用于微波功率器件,现在SiGe、SiC等新材料大有前途。过去Si双极晶体管在功率领先,GaAs MESFET晶体管(金属半导体场效应管)在频率占有优势,现在Si的DMOS(扩散金属氧化物半导体管)和LDMOS(横向扩散金属     

用于可持续发展的电能变换器应用的功率器件

本文第一部分评论了当前最新的一些关键技术,涉及功率器件的进展和它们对功率变换应用的贡献,重点放在IGBT和智能功率模块技术上。后一部分讨论了功率模块发展的新领域,包括满足未来应用需要的SiC功率器件的前景。     

选极F型封装功率晶体管及其功能特征

本文在对现行功率晶体管封装方式进行技术分析,分别指出不同封装方式之优缺点的基础上,提出了改善功率晶体管封装性能的技术措施—选极Ｆ型封装技术,并介绍了利用这种技术措施研制的选极Ｆ型封装功率晶体管的功能特征等技术内容。     

提高功率晶体管封装性能的技术措施

在对功率晶体管封装方式进行技术分析的基础上,提出了一种改善功率晶体管封装性能的技术措施,并介绍了利用这种技术措施研制的功率晶体管的功能特征。     

100A/1200V Si/SiC混合模块对比研究（英文）

采取对比的方法将Si IGBT/Si FRD模块与Si IGBT/SiC SBD模块静态及动态特性进行了测量与分析。测试表明,将Si IGBT模块中Si FRD替换为SiC SBD后开关损耗减小明显,提升效率的同时可大大提高功率模块的工作频率,降低系统体积。为了解释Si IGBT/SiC SBD混合模块开通过程中电流电压振荡现象,本文对模块开通与关断过程中电流的流通路径进行了对比,用以解释产生开通振荡的原因。分析中发现,开通振荡主要来自于模块封装杂散电感与IGBT输出电容及SiC SBD结电容产生的LC谐振。SiC SBD由于结电容较大而导致开通振荡较为明显。因此,为了提高SiC器件系统的可靠性,需要找到一种低电感封装技术,满足SiC器件封装要求。     

瑞萨电子推出碳化硅复合功率器件

正全球领先的高级半导体和解决方案的供应商瑞萨电子株式会社宣布推出三款碳化硅(SiC)复合功率器件,它们是RJQ6020DPM、RJQ6021DPM和RJQ6022DPM。三款产品在单一封装中结合了多个碳化硅二极管和多个功率晶体管,组成     

SiC半导体材料与器件（2）

随着SiC单晶和薄膜制备技术日趋成熟以及相关器件工艺的显著进展,各种SiC器件如pn结与肖特基势垒整流器、JFET、MESFET、增强/耗尽型MOSFET、SiC-Si异质结高频双极晶体管(HBT)、高效太阳能电池等相继出现,Bhatnagar等人经计算分析,指出SiC功率器件(肖特基整流管,VMOSFET)相应同类Si器件的极大优越性在于SiC器件的导通电阻为相应Si器件的几百分之一,加之良好的散热性能,在同样封装条件、结温要求下、SiC功率器件的芯片面积仅为Si器件的二十分之一,从而会部分抵消材料制备等引入的较高成本.尽管SiC器件距商品化尚有一段距离,但已展现出诱人的发展前景.     

功率集成器件及其兼容技术的发展

功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、dV/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。     

集成电力电子模块封装的关键技术

封装技术直接影响到集成电力电子模块(Integrated Power Electronics Module,IPEM)的电气性能、EMI特性和热性能等,被公认为未来电力电子技术发展的核心推动力。介绍了IPEM封装的结构与互连和基板技术等关键技术及研究现状,分析了已存在的薄膜覆盖封装技术等三维IPEM封装技术,讨论了IPEM封装的发展趋势,最后指出我国IPEM封装技术研究的限制因素与对策。     

High-temperature electronics - a role for wide bandgap semiconductors?

The fact that wide bandgap semiconductors are capable of electronic functionality at much higher temperatures than silicon has partially fueled their development, particularly in the case of SiC. It appears unlikely that wide bandgap semiconductor devices will find much use in low-power transistor applications until the ambient temperature exceeds approximately 300/spl deg/C, as commercially available silicon and silicon-on-insulator technologies are already satisfying requirements for digital and analog VLSI in this temperature range. However practical operation of silicon power devices at ambient temperatures above 200/spl deg/C appears problematic, as self-heating at higher power levels results in high internal junction temperatures and leakages. Thus, most electronic subsystems that simultaneously require high-temperature and high-power operation will necessarily be realized using wide bandgap devices, once they become widely available. Technological challenges impeding the realization of beneficial wide bandgap high ambient temperature electronics, including material growth, contacts, and packaging, are briefly discussed.     

SiC电力电子器件对电力系统的影响

宽禁带SiC材料被认为是高性能电力电子器件的理想材料,比较了Si和SiC材料的电力电子器件在击穿电场强度、稳定性和开关速度等方面的区别,着重分析了以SiC器件为功率开关的电力电子装置对电力系统中柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)装置、新能源技术和微电网技术领域的影响。分析表明,SiC电力电子器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、损耗小、动态性能优良等特点,在较高电压等级(高于3 kV)或对电力电子装置性能有更高要求的场合,具有良好的应用前景。     

发展中的SiCOI技术

SiCOI技术是SiC材料与SOI技术结合而形成的一种新的微电子技术，它的产生与发展不仅推动SIC半导体技术的发展，还将弥补SI SOI技术应用的局限性，并将在高温、高频、大功率、抗辐射等电子学领域得到应用的发展。文章介绍了近年来SiCOI技术的最新进展和简要评述。     

超宽禁带半导体金刚石功率电子学研究的新进展

以SiC/GaN为代表的第三代半导体功率电子学已成为当今功率电子学创新发展的主流,超宽禁带半导体金刚石功率电子学将有可能成为下一代固态功率电子学的代表,受到研究人员的广泛关注。介绍了金刚石功率电子学的最新进展,如金刚石单晶、金刚石化学气相沉积同质和异质单晶外延、金刚石多晶外延、金刚石二极管、金刚石MOSFET、金刚石结型场效应晶体管、金刚石双极结型晶体管、金刚石逻辑电路、金刚石射频场效应晶体管和金刚石上GaN HEMT等。还介绍了金刚石材料的大尺寸、低缺陷和p型及n型掺杂等制备技术,金刚石新器件结构设计,金刚石新器件工艺,转移掺杂H端-金刚石沟道和金刚石/GaN界面热阻等研究成果。分析了金刚石功率电子学的发展由来、关键技术突破和发展态势。     

高密度封装技术推动测试技术发展

高密度封装技术的飞速发展也给测试技术提出了新挑战。为了应对挑战,新的测试技术不断涌现。对几种新型测试技术的特点及未来测试技术的发展趋势进行了初步分析。     

Power Semiconductor Devices for Hybrid, Electric, and Fuel Cell Vehicles

Power semiconductor devices are key components in all power electronic systems, particularly in hybrid, electric, and fuel cell vehicles. This paper reviews the system requirement and latest development of power semiconductor devices including IGBTs, freewheeling diodes, and advanced power module technology in relating to electric vehicle applications. State-of-the-art silicon device technologies, their future trends, and theoretical limits are discussed. Emerging wide bandgap semiconductor devices such as SiC devices and their potential applications in electric vehicles are also reviewed