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作为第三代半导体材料的典型代表,宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能,是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料,在民用和军事领域具有广阔的应用前景。随着GaN技术的进步,特别是大直径硅(Si)基GaN外延技术的逐步成熟并商用化,GaN功率半导体技术有望成为高性能低成本功率技术解决方案,从而受到国际著名半导体厂商和研究单位的关注。总结了GaN功率半导体器件的最新研究,并对GaN功率器件发展所涉及的器件击穿机理与耐压优化、器件物理与模型、电流崩塌效应、工艺技术以及材料发展等问题进行了分析与概述。 相似文献
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三代半导体功率器件的特点与应用分析 总被引:2,自引:1,他引:1
以S i双极型功率晶体管为代表的第一代半导体功率器件和以GaAs场效应晶体管为代表的第二代半导体功率器件为雷达发射机的大规模固态化和可靠性提高做出了贡献。近年来以S iC场效应功率晶体管和GaN高电子迁移率功率晶体管为代表的第三代半导体--宽禁带半导体功率器件具有击穿电压高、功率密度高、输出功率高、工作效率高、工作频率高、瞬时带宽宽、适合在高温环境下工作和抗辐射能力强等优点。人们寄希望于宽禁带半导体功率器件来解决第一代、第二代功率器件的输出功率低、效率低和工作频率有局限性以至于无法满足现代雷达、电子对抗和通信等电子装备需求等方面的问题。文中简要介绍了半导体功率器件的发展背景、发展过程、分类、特点、应用、主要性能参数和几种常用的半导体功率器件;重点叙述了宽禁带半导体功率器件的特点、优势、研究进展和工程应用;对宽禁带半导体功率器件在新一代雷达中的应用前景和要求进行了探讨。 相似文献
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氮化镓(GaN)是第三代半导体的典型代表,受到学术界和产业界的广泛关注,正在成为未来超越摩尔定律所依靠的重要技术之一。对于射频(RF)GaN技术,在电信和国防两大主要应用增长行业,尤其是军用领域对先进雷达和通信系统不断增加的需求,推动了RF GaN器件向更高频率、更大功率和更高可靠性发展。文章梳理了在该领域中GaN RF/微波HEMT、毫米波晶体管和单片微波集成电路(MMIC)、GaN器件空间应用可靠性和抗辐射加固等技术发展的脉络。在功率电子方面,对高效、绿色和智能化能源的需求拉动GaN功率电子、电源变换器向快速充电、高效和小型化方向发展。简述了应用于纯电动与混合动力电动汽车(EV/HEV)、工业制造、电信基础设施等场合的GaN功率器件的研发进展和商用情况。在数字计算特别是量子计算前沿,GaN是具有应用前景的技术之一。介绍了GaN计算和低温电子技术研究的几个亮点。总而言之,对GaN技术发展几大领域发展的最新趋势作了概括性描述,勾画出技术发展的粗略线条。 相似文献
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《变频器世界》编辑部 《变频器世界》2021,(3):1-1
科技领域一直是各国之间博弈的必争之地,半导体作为科技创新的基石,在世界经济的发展中占据着越来越重要的地位。近段时间,功率器件的关注热度再次升级,除了斯达半导、捷捷微电等功率器件厂商正加大产能建设,华为、小米、OPPO等手机厂商也在积极投资布局,与功率器件相关热门的第三代半导体材料碳化硅和氮化镓更是被写入了国家“十四五”规划。 相似文献
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以GaN为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础,是信息产业前进的发动机,同时有可能改变人类照明光源的技术现状。本文对GaN固体光源的起源和发展做了回顾和展望,并给出几种可见光功率LED芯片的结构及其封装特点,最后指出在未来50年内,用GaN固体光源取代白炽灯照明将成为现实。 相似文献
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随着电力转换系统功率密度和工作频率的不断提高,需要开发性能优于传统半导体的功率器件。作为第三代半导体材料的典型代表,氮化镓(GaN)被认为是提高大功率电力系统转换效率的新一代功率器件的主要候选材料。在操作类型方面,增强型(也称为常关型)器件具有安全、能简化电路设计以及更优的电路拓扑设计等优势,在行业应用中更具吸引力。总结并对比了目前国际上主流的GaN基增强型器件的结构和制备工艺,着重介绍了基于栅凹槽结构的功率器件技术,特别是栅槽刻蚀后的界面处理、栅介质层的优化技术。围绕器件的关键指标,总结了材料外延结构、欧姆接触、场板以及钝化工艺对器件性能的影响,提出了未来可能的技术方案。 相似文献
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<正>近日,中国科学院微电子研究所氮化镓(Ga N)功率电子器件研究团队与香港科技大学教授陈敬团队、西安电子科技大学教授、中科院院士郝跃团队合作,在GaN增强型MIS-HEMT器件研制方面取得新进展,成功研制出具有国际先进水平的高频增强型Ga N MIS-HEMT器件。第三代半导体材料氮化镓具有高禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子漂移速度等优异的物理性质,尤其 相似文献
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简要介绍了第三代新型半导体材料GaN的特点和优势,基于Agilent ADS微波仿真软件设计并实现了一款工作于S波段基于GaN的高效超宽带微波功率器件。测试结果表明,该器件适用于2.7~3.5GHz的超宽带,连续波和脉冲制式均可工作,在饱和状态下,输出功率大于15W,增益达到13dB,漏极效率超过45%,并在管壳内部实现了匹配和偏置电路,对GaN MOSFET微波功率器件小型化、超宽带、高增益和高效率的优异性能得以验证和实现。 相似文献
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宽禁带半导体材料GaN作为第三代半导体材料具有传统半导体材料所不具备的优异性能,在高频、高压、高温和大功率器件领域具有重要的应用。介绍了硅基GaN(GaN-on-Si)器件提高性能的技术路线,以及与之相关的材料集成技术。 相似文献
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从光伏逆变器中的功率元件以及太阳能电池材料两个方面,辅以国家科技计划项目及市场分析信息,概述了第三代半导体GaN的在太阳能技术中的应用及研发的最新动态。 相似文献
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1 看好哪类GaN功率器件的市场?
2020—2021年硅基氮化镓(GaN)开关器件的商用化进程和5年前(编者注:指2016年)市场的普遍看法已经发生了很大的变化,其中有目共睹的是基于氮化镓件的高功率密度快充的快速成长.这说明影响新材料市场发展的,技术只是众多因素当中的1个.我个人看好的未来5年(编者注:指2022—2... 相似文献
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美国国家半导体(NS)近日推出了业界首款针对高压电源转换器的增强型氮化镓(eGaN)功率场效应晶体管(FET)而优化的100V半桥栅极驱动器LM5113,宜普电源转换公司(Efficient Power Conversion,EPC)创始人之一兼首席执行官AlexLidow表示:"NS的LM5113桥式驱动器与我们的eGaNFETs配合使用,可以大幅 相似文献
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作为第三代宽禁带半导体器件,GaN基肖特基势垒二极管(SBD)功率器件具有耐高温、耐高压和导通电阻小等优良特性,在功率器件方面具有显著的优势。概述了基于功率应用的GaN SBD功率器件的研究进展。根据器件结构,介绍了基于材料特性的GaN SBD和基于AlGaN/GaN异质结界面特性的GaN异质结SBD。根据器件结构对开启电压的影响,对不同阳极结构器件进行了详细的介绍。阐述了不同的肖特基金属的电学特性和热稳定性。分析了表面处理,包括表面清洗、表面等离子体处理和表面钝化对器件漏电流的影响。介绍了终端保护技术,尤其是场板技术对击穿电压的影响。最后探讨了GaN基SBD功率器件未来的发展趋势。 相似文献