碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望

就目前来看,我国的科学技术得到快速发展。在这一背景下,半导体的器件在制作以及生产的工艺上都得到一定的发展。而碳化硅属于宽带材料的一种,其主要的特点是高热导率、高饱和电子漂移速率以及高击穿场强等。通过这种新型的半导体,可以实现大功率、高压以及高温应用。另外,由于碳化硅成本的大幅度降低,且其性能得到提升,使得碳化硅在电力系统中得到普遍使用。本文将对电子系统中碳化硅电力电子器件的应用进行了深入的分析以及探讨。     

SiC MOSFET特性分析及应用

碳化硅MOSFET因其材料的特殊性,适合高压、高频和高功率密度场合。该文设计一种碳化硅MOSFET的驱动电路,通过软件PSpice对碳化硅MOSFET以及碳化硅肖特基二极管的开关特性进行仿真研究,并设计RC缓冲电路解决开关的尖峰震荡问题。搭建硬件实验电路,在Buck电路中针对碳化硅MOSFET和Si IGBT在不同负载和占空比下进行电路效率分析。实验结果表明碳化硅MOSFET开关速度快、开关损耗小以及驱动电阻小。碳化硅肖特基二极管无反向恢复特性,适合高频下工作。RC缓冲电路能有效抑制开关产生的尖峰和震荡,在Buck电路中碳化硅MOSFET比Si IGBT在不同负载和占空比下效率要高。     

高温外延炉气体压力控制系统的实现

针对碳化硅外延工艺过程中压力控制范围大、控制精度高的要求,以及受到温度、气流变化大的影响,介绍了一种用于碳化硅高温外延工艺的高温外延炉腔内压力控制系统。通过分析碳化硅外延炉压力控制系统,提出了模糊自适应PID控制算法。在国产碳化硅外延设备上进行验证,实验结果表明压力控制系统具有较快的响应速度和较低的超调量,效果良好,能满足碳化硅高速外延需求。     

碳化硅功率半导体的实用资料——热管理与工艺

正碳化硅功率器件是使能元件,主要用于高开关频率和/或较小体积功率电子设备中。但这一趋势为芯片封装提出新挑战。典型的寄生参数像电感等成为电路中的重要元件。此外,在考虑采用碳化硅器件时,关于功率模块的热设计方面,需要考虑各种不同的因素。不仅如此,在现代基于碳化硅功率器件的高可靠性系统中,要提高功率密度,很重要的一点是需要综合考虑碳化硅的高温能力。本文以下内容将介绍在用碳化硅器件设计创新解决方案中,如何利     

轨道交通碳化硅器件研究进展

随着轨道交通硅基功率器件性能逐渐逼近理论极限,碳化硅功率器件成为重点研究方向,以满足轨道交通系统对高功率密度、低损耗和高可靠性等要求。综述了轨道交通领域碳化硅MOSFET和SBD的芯片、混合碳化硅模块和全碳化硅模块的发展概况,并展望了碳化硅芯片和模块的技术发展趋势。介绍了碳化硅MOSFET芯片向沟槽栅、集成SBD和提升可靠性和迁移率等方向发展的趋势。全碳化硅器件、低杂散电感结构、低热阻基板和高可靠性烧结层的研究对碳化硅模块的发展至关重要。     

“双碳”目标下三代半导体的发展分析

第三代半导体是以碳化硅和氮化镓为代表,具备高频率、高效率、高功率、耐高压、耐高温、高导热等优越性能,是新一代移动通信、新能源汽车、高速轨道列车、能源互联网产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料。通过大力发展第三代半导体,尤其是目前大量应用的碳化硅和氮化镓,以及探索新一代半导体材料,对支撑碳达峰、碳中和意义重大。     

用ECRCVD法制备的纳米碳化硅薄膜及其室温下的强光发射

用电子回旋共振化学气相沉积(ECRCVD)方法制备了纳米碳化硅薄膜.实验中发现:在高氢稀释反应气体和高微波功率条件下,可以得到结构上具有纳米碳化硅晶粒镶嵌在碳化硅无序网络中的薄膜.用高分辩透射电子显微镜、傅里叶红外吸收谱、Raman散射和X射线光电子谱等分析手段对薄膜的结构进行了分析.在室温条件下,薄膜能够发出强烈的短波长可见光,发光峰位于能量为2.64eV处.瞬态光谱研究表明样品的光致发光寿命为纳秒数量级,表现出直接跃迁复合的特征.这种材料有希望在大面积平面显示器件中得到应用.     

用ECRCVD法制备的纳米碳化硅薄膜及其室温下的强光发射

用电子回旋共振化学气相沉积(ECRCVD)方法制备了纳米碳化硅薄膜.实验中发现:在高氢稀释反应气体和高微波功率条件下,可以得到结构上具有纳米碳化硅晶粒镶嵌在碳化硅无序网络中的薄膜.用高分辩透射电子显微镜、傅里叶红外吸收谱、Raman散射和X射线光电子谱等分析手段对薄膜的结构进行了分析.在室温条件下,薄膜能够发出强烈的短波长可见光,发光峰位于能量为2.64eV处.瞬态光谱研究表明样品的光致发光寿命为纳秒数量级,表现出直接跃迁复合的特征.这种材料有希望在大面积平面显示器件中得到应用.     

纳米碳化硅对浆料流变学及碳化硅性能的影响

研究纳米碳化硅颗粒对凝胶注浆料流变学特性及反应烧结碳化硅性能的影响。利用凝胶注模(gel-casting)成型工艺制备碳化硅素坯,经过脱模、干燥、预烧结和反应烧结等工艺,制备含有纳米碳化硅颗粒的反应烧结碳化硅(RBSC),总结了固含量、球混时间和纳米碳化硅含量对浆料流变学特性的影响机制。实验结果表明:加入纳米碳化硅颗粒后,浆料流变学特性由剪切变稀转变为先剪切增稠后剪切变稀。随着纳米碳化硅的加入,反应烧结碳化硅的力学性能不断提高,当纳米碳化硅颗粒含量达到7%时,反应烧结碳化硅的抗弯强度和弹性模量分别提高到345 MPa和339 GPa,与未加纳米碳化硅颗粒相比,分别增加了18.1%和13.8%。纳米碳化硅的加入改变了浆料的流变学特性,提高了反应烧结碳化硅的力学性能。     

宽禁带半导体技术

概述根据半导体材料禁带宽度的不同,可分为宽禁带半导体材料与窄禁带半导体材料。若禁带宽度Eg<2ev(电子伏特),则称为窄禁带半导体,如锗(Ge)、硅(Si)、砷化镓(G a A s)以及磷化铟(I n P);若禁带宽度E g>2.0￣6.0ev,则称为宽禁带半导体,如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、4H碳化硅(4H-SiC)、6H碳化硅(6H-SiC)、氮化铝(AlN)以及氮化镓铝(ALGaN)等。宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、击穿电场强度高、饱和电子漂移速度高、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强以及良好的化学稳定性等特点,非常适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成…     

等离子增强化学汽相淀积SiC_x:H和SiN_xC_y:H薄膜的特点

<正> 一、引言 碳化硅具有优异的物理、化学稳定性,高的击穿电场和饱和电子迁移率等特性,因此被广泛用作温敏器件、集成电路表面钝化材料。 随着超大规模集成电路技术的发展,三元化合物薄膜的开发得到了重视,如氮氧化硅薄膜作为抗钠离子和抗潮湿的最后保护层,双层技术的中间层,已用于制造VLSI。氮碳化钛(TiC_xN_y)薄膜被用于保护涂层等。笔者在研究碳化硅、氮化硅薄膜的基础上,开展了碳氮化硅薄膜材料的研究。选择等离子增强化学汽相淀积(PECVD)方法制备碳化硅,碳氮化硅薄膜。     

600 V-30 A 4H-SiC肖特基二极管作为IGBT续流二极管的研究

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅肖特基(SBD)二极管,耐压超过600 V。正向压降为1.6 V时,器件电流达到30A。作为IGBT续流二极管,600 V碳化硅肖特基二极管和国际整流器公司的600 V超快恢复二极管(Ultra fast diode)进行了对比:125℃IGBT模块动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省90%,相应的IGBT开通能耗节省30%。另外反向恢复中过电压从40%降为10%,这是由于碳化硅的软度高,提高了模块的可靠性。     

用准分子激光器制造碳化硅滑环微型结构

用准分子激光器制造碳化硅滑环微型结构１．引言滑环密封用于高压下旋转轴穿透位置上液体密封技术的所有领域，通常采用烧结陶瓷碳化硅（ＳｉＣ）作密封环材料。它具有耐化学性好、热传导性好等特性．是利于摩擦的滑动面精细结构（表１）。同石墨对接面结合，具有高磨损强...     

用于高功率密度功率因素校正的新一代600V砷化镓肖特基二极管

在200W连续导通模式功率因数校正（PFC）系统中，新一代600V砷化镓（GaAs）肖特基二极管与硅和碳化硅（SiC）二级管比较，砷化镓、碳化硅在PFC系统中的损耗减少高达25％。由于砷化镓有较低的结电容，砷化镓相对碳化硅高的通态损耗被较低的MOSFET损耗弥补了。和碳化硅技术相比，砷化镓有成本和可靠性优势。对于高频和高密度应用来说，新一代的砷化镓二级管是很有前景的。     

福建省碳化硅衬底专利技术现状与发展建议

以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料,已经成为国际半导体研究和产业化的热点。以碳化硅衬底技术专利活动情况为研究目标,从专利申请趋势、专利地域分布、主要申请人和技术领域分布等角度进行对比分析,梳理专利布局优势和存在的问题,提出福建省碳化硅衬底技术专利布局优化和质量提升的对策建议,全面助力福建省碳化硅衬底技术优化升级。     

碳化硅反射镜表面粗糙度的优化

空间光学技术的迅猛发展对空间光学系统提出了更高的要求;碳化硅材料以其优秀的物理性质,成为广泛应用的反射镜材料;碳化硅反射镜的光学加工研究也在国内外广泛开展。简要讨论了碳化硅反射镜的抛光机理;介绍了碳化硅材料抛光的实验方法;定性分析了碳化硅材料的抛光过程;通过大量的工艺实验和理论分析,讨论磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅反射镜表面粗糙度的影响,并对各个参数加以优化,得到了优良的实验结果。     

纳米4-H碳化硅薄膜的掺杂现象

对纳米晶SiC薄膜进行了P和B的掺杂,B掺杂效率比P高,其暗电导预前因子与激活能遵守Meyer-Neldel规则,并有反转Meyer-Neldel规则出现.掺杂效率比非晶态碳化硅薄膜高是纳米碳化硅薄膜的特点之一.非晶态中的隧穿和边界透射对输运有一定贡献.     

纳米4-H碳化硅薄膜的掺杂现象

对纳米晶SiC薄膜进行了P和B的掺杂,B掺杂效率比P高,其暗电导预前因子与激活能遵守Meyer-Neldel规则,并有反转Meyer-Neldel规则出现.掺杂效率比非晶态碳化硅薄膜高是纳米碳化硅薄膜的特点之一.非晶态中的隧穿和边界透射对输运有一定贡献.     

碳化硅——一种特殊半导体

本文主要介绍了碳化硅(SiC)的一些特性,以及碳化硅在传感器、发光二极管、晶体管等方面的应用.     

碳化硅材料在微电子机械系统中的应用

碳化硅材料包括单晶碳化硅、多晶碳化硅、无定形碳化硅等,由于其显著的材料特性,如耐热、耐磨、化学惰性和高硬度等,近年来在微电子机械系统(MEMS)领域受到越来越多的关注。应用特定的工艺条件将碳化硅材料制成MEMS器件,可以在某些特殊条件下使用,克服了常规材料本身的局限性,从而为碳化硅材料的应用开发了新的领域。追踪这一国际热点研究问题,针对以上几种不同形态材料,分别举例说明了它们在MEMS领域应用的进展情况。