SiC电力电子技术综述

与硅相比,4H-SiC材料具有高功率、耐高温、高频、高集成度、高效率、高抗辐射等优势,是制作电力电子器件的理想材料,近十年以来SiC电力电子器件性能不断提高.回顾了SiC电力电子器件的发展,总结了材料、工艺和器件所面对的技术问题.笔者认为SiC JBS二极管和MOSFET将成为SiC的主流器件,将在今后十年内获得长足的...     

GaN功率开关器件的发展与微尺度功率变换北大核心CSCD

GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。综述了GaN功率开关器件的发展历程、现状、关键技术突破、应用研究和微功率变换集成。重点评估了常开和常关两类GaN功率开关器件的异质结外延材料的结构、器件结构优化、器件的关键工艺、增强型器件的形成技术、器件性能、可靠性、应用特点和微系统集成。最后总结了新世纪以来GaN新一代电力电子器件技术进步的亮点。     

GaN功率开关器件的发展与微尺度功率变换

GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。综述了GaN功率开关器件的发展历程、现状、关键技术突破、应用研究和微功率变换集成。重点评估了常开和常关两类GaN功率开关器件的异质结外延材料的结构、器件结构优化、器件的关键工艺、增强型器件的形成技术、器件性能、可靠性、应用特点和微系统集成。最后总结了新世纪以来GaN新一代电力电子器件技术进步的亮点。     

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。     

VDMOS场效应晶体管的研究与进展

介绍了新一代电力电子器件VDMOS的发展概况及工作原理，分析了其技术特点与优势，重点阐述了近年来国际上VDMOS在高压大电流及低压大电流方面所取得的理论及技术突破，通过不断改进的沟槽技术以及封装工艺提高了器件的整体性能，而Superjunction新结构、SiC新材料的采用突破了Si的高压应用理论极限。最后对未来的研究方向作了展望。     

新型功率MOS器件的结构与性能特点

电力电子器件的结构决定其性能,而器件的性能又决定电路的性能。根据此原理,分析比较了近十年来10种实用的具有新结构的功率MOS器件的结构与性能特点。     

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.     

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。     

SiC和GaN电力电子器件的研究进展

与传统的Si基器件相比,SiC和GaN器件具有工作温度高、击穿电压高、开关速度快等优势,因此SiC和GaN材料是制备电力电子器件的理想材料。总结了近年来SiC和GaN电力电子器件的研究进展,包括二极管,MOSFET,JFET和BJT结构的SiC器件,以及SBD,PN结二极管,HEMT和MOSFET结构的GaN器件。     

第三代半导体SiC功率器件栅氧制备设备及工艺研究

第三代半导体碳化硅（SiC）材料具备耐高压、高频、高温等优越的特性,非常适合制作大功率电力电子器件。由于Si C材料不易氧化以及碳原子结构的影响,需更高温度进行SiO2/SiC生长,且氧化后SiO2/SiC界面存在大量的碳悬挂键,给器件的迁移率及可靠性等性能等带来影响,所以一般需要更高温度能力以及具备特殊后退火处理技术的工艺设备,以满足制备SiC高性能栅氧层的需求。本文重点介绍SiC MOSFET（金属氧化层半导体场效晶体管）器件栅氧制备的工艺特点,设备原理、以及工艺制备的效果。