“碳化硅功率半导体技术”专题前言

半导体功率器件(即电力电子器件)是电力电子技术的三大核心基础之一,被比作电力电子装置的“CPU”。现有功率器件多采用Si基或SOI基,但是受限于自身材料特性的影响,在节能与转换效率方面越来越显示出他们的局限性。为解决上述问题,半导体功率器件除了继续对传统器件进行新理论和新结构的创新研究外,也正在遵循“一代材料、一代器件、一代装置、一代应用”的发展趋势,从传统的Si基和SOI基向宽禁带半导体SiC和GaN基进行扩展和延伸。     

铁酸镧B位掺Mn/Co/Cr试样的红外辐射性能与机理

采用高温固相烧结法制备了粉体材料LaFeO₃、LaFe_0.75Co_0.25O₃、LaFe_0.75Cr_0.25O₃和LaFe_0.75Mn_0.25O₃，通过XRD、FTIR、SEM、XPS等检测手段对材料进行表征，同时运用CASTEP模块模拟计算了材料的电子能带结构和光学性质。实验结果表明：掺入Mn/Cr/Co离子后晶格发生畸变,晶格对称性降低。Mn/Cr/Co掺杂后的粉体材料在近中红外波段发射率排序为：掺Mn>掺Co>掺Cr>纯LaFeO₃，其中掺Mn在0.2～2.5μm波段为0.8722，2.5～5μm波段为0.6755，远大于纯LaFeO₃的发射率（近中红外波段发射率均为0.5左右）。发射率提升的机理在于：Mn掺杂后,引入了Mn³⁺杂质能级，产生了激活能小的Mn³⁺?Mn⁴⁺跳跃小极化子，电子-氧空位载流子吸收亦增强，同时体系的晶格畸变导致振动吸收加剧。第一性原理计算结果表明掺杂Mn/Cr/Co材料的禁带宽度分别0.793eV、2.406eV、1.722eV均小于纯LaFeO₃的3.817eV，结合态密度计算结果分析其原因，主要Mn3d、Cr3d、Co3d轨道与O2p轨道杂化形成杂质能级，同时Mn3d、Cr3d、Co3d在导带也存在态密度峰，且峰的位置都比LaFeO₃峰更靠近费米能级，作为新的导带底相当于缩短了价带顶到导带底之间的间隙宽度。LaFe_0.75Mn_0.25O₃材料在近中红外波段的优异辐射性能表现，可作为耐高温抗氧化高发射率材料在高温热工炉窑具有潜在应用前景。     

柱形光子晶体波导中偏振光的传输模式和禁带特征

利用光波在一维有限周期柱型光子晶体波导中径向受限的条件,推导出TE波和TM波2种偏振光在一维有限周期柱型光子晶体波导中各个传输模式满足的关系式。研究了各个传输模式的特征,计算出TE波和TM波传输各模式的禁带随周期数、模式量子数、圆柱半径以及入射角的变化规律,得出了一维有限周期柱型光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式带隙的结构。     

光伏组件用网格玻璃PID测试后变色原因分析

针对光伏组件用网格玻璃经过-1500 V的电势诱导衰减(PID)测试后出现局部变色现象进行了分析,通过对样品进行扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)及X射线光电子光谱法(XPS)测试,分析元素的含量、结合能等,认为造成发黑的主要原因是Na+的迁移及Ti3+形成使白色TiO2的正四方晶格发生紊乱,导致价带的电子跃迁到导带所需的能量减小,禁带宽度变窄,使原来白色TiO2也可以被能量较小的光子激发,从而吸收部分能量较低的可见光,出现变色。     

SH波的转移矩阵及其在声子晶体中的应用

利用边界条件,推导出SH波在多层介质系统中的转移矩阵,利用移矩阵法研究了SH波在一维声子晶体中禁带和缺陷模的特征。得出了SH波的禁带中心频率和频率宽度随入射角和周期厚度的变化规律。得出了SH波的缺陷模中心频率和频率宽度随入射角和杂质厚度的变化规律。     

第3代半导体开启全新未来

<正>在当今我们所处的时代,没有任何一项技术能够像互联网、电子信息技术这样深刻地改变着每一个人的生活。几乎是20年间,这项技术不但改变了我们的衣食住行,改变了人与人交往的方式,甚至改变着我们对自我和世界的认知。而这一切的源头,是一种叫做硅(Si)的半导体材料。小小的材料却是庞大的电子信息产业的"核芯"。但随着集成电路不断小型化发展,Si材料技术已经拓展到了纳米级别,达到了原子级层面。无疑,Si材料技术终将无     

压缩六角格子[A(BC)]m结构光子晶体禁带特性

通过引入缺陷和色散介质方法,调控光子的运动状态,研究一种压缩[A(BC)]m结构负折射率光子晶体的TE波和TM波的传输特性和色散特性,研究发现两种模的禁带特性随入射角和色散介质折射率的变化而变化,并且其带隙比普通光子晶体的大,而透射带要窄,这为高品质低损耗的谐振腔、微波天线、透射光栅、光波导等新器件的研制提供理论依据.     

基本周期对一维复周期光子晶体禁带的影响

利用由传输矩阵法得到的一维光子晶体的反射率计算公式,针对具体的一维复周期全息光子晶体的周期结构,计算了光学厚度的改变以及折射率调制周期的改变对光子禁带结构的影响。结果表明,随着光学厚度对比的增大,禁带宽度增大,禁带中心的位置移向长波;随着折射率调制周期参数对比的变化,出现了两个禁带,随着折射率调制周期参数对比的增大,两个禁带之间距离增大,禁带分别移向短波和长波处,短波处禁带宽度减小。在设计光子晶体时,可以根据需要,通过改变光子晶体基本周期结构的参数来实现对光子带隙的控制。     

溶胶-凝胶法制备掺镉ZnO薄膜及光学禁带研究

主要研究掺镉ZnO薄膜的光学禁带。采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)旋转涂覆法,在Si(100)上生长掺镉ZnO薄膜,对薄膜的XRD分析表明,掺镉ZnO薄膜仍为六角纤锌矿结构,并沿c轴择优取向生长。通过实验优化出本工艺条件下的较佳参数:退火温度为800℃,x(Cd)=6%~8%;以普通玻璃为基片的透射光谱表明掺镉ZnO薄膜的禁带宽度约为3.22 eV,比纯ZnO晶体禁带宽度3.30 eV明显减小,适度掺镉可降低薄膜的光学禁带宽度。     

UHF频段高功率SiC SIT

采用导通SiC衬底上的SiC多层外延材料,成功制作出了国内首个SiC SIT(静电感应晶体管).该器件研制中,采用了自对准工艺、高能离子注入及高温退火工艺、密集栅深凹槽干法刻蚀工艺、PECVD SiO:和SizNy介质钝化工艺,有效抑制了漏电并提高了器件击穿电压,器件功率输出能力由此得到提升.最终28 cm栅宽SiC ...