SiC单晶生长技术及器件研究进展

综述了近年来国外ＳｉＣ单晶及外延层生长、分立器件和集成电路的研究进展情况。     

SiCp/ZL109复合材料中15R SiC/Si界面的TEM研究

用TEM研究了离心铸造的SiC     

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.     

SiO2/SiC界面对4H-SiC n-MOSFET反型沟道电子迁移率的影响

提出了一种基于器件物理的4H-SiC n-MOSFET反型沟道电子迁移率模型.该模型包括了界面态、晶格、杂质以及表面粗糙等散射机制的影响,其中界面态散射机制考虑了载流子的屏蔽效应.利用此模型,研究了界面态、表面粗糙度等因素对迁移率的影响,模拟结果表明界面态和表面粗糙度是影响沟道电子迁移率的主要因素.其中,界面态密度决定了沟道电子迁移率的最大值,而表面粗糙散射则制约着高场下的电子迁移率.该模型能较好地应用于器件模拟.     

SiO_2/SiC界面对4H-SiC n-MOSFET反型沟道电子迁移率的影响

提出了一种基于器件物理的4 H- Si C n- MOSFET反型沟道电子迁移率模型.该模型包括了界面态、晶格、杂质以及表面粗糙等散射机制的影响,其中界面态散射机制考虑了载流子的屏蔽效应.利用此模型,研究了界面态、表面粗糙度等因素对迁移率的影响,模拟结果表明界面态和表面粗糙度是影响沟道电子迁移率的主要因素.其中,界面态密度决定了沟道电子迁移率的最大值,而表面粗糙散射则制约着高场下的电子迁移率.该模型能较好地应用于器件模拟.     

用SIPOS-SiO2复合层对4H-SiC n+pp+结构钝化的分析

用半绝缘多晶硅(SIPOS)-SiO2复合层作为4H-SiCn+pp+结构的钝化层,克服了用多孔碳化硅或单纯用SiO2钝化的不足.在LPCVD淀积SIPOS层后,用900℃氧气氛退火代替了平常的热氧化,在SIPOS层上生长了一层SiO2·实际测量证实了这种新方法的合理性.分析了各主要工艺对钝化效果的影响,综合优化指出:在淀积SIPOS层时,掺氧量要高,而淀积温度不应太高.用此方法钝化的4H-SiCn+pp+结构,击穿电压接近理想值,反向漏电流明显降低.     

SiC JFET SJEP120R063特性分析及其在逆变器中的应用

介绍了SiC NET SJEP120R063的工作特性,由于该器件正向损耗低,可有助于提高大功率逆变电路的开关频率和工作效率.设计了采用SJEP12OR063实现的三相逆变器,并进行了实验研究,结果表明用具有较小的导通电阻和正向损耗的SJEP120R063,逆变器的工作效率可以提高到98%.     

用SIPOS-SiO_2复合层对4H-SiCn~+pp~+结构钝化的分析

用半绝缘多晶硅(SIPOS)-SiO2复合层作为4H-SiCn+pp+结构的钝化层,克服了用多孔碳化硅或单纯用SiO2钝化的不足.在LPCVD淀积SIPOS层后,用900℃氧气氛退火代替了平常的热氧化,在SIPOS层上生长了一层SiO2.实际测量证实了这种新方法的合理性.分析了各主要工艺对钝化效果的影响,综合优化指出:在淀积SIPOS层时,掺氧量要高,而淀积温度不应太高.用此方法钝化的4H-SiCn+pp+结构,击穿电压接近理想值,反向漏电流明显降低     

飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征研究

为了探究飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征, 采用光束同心圆填充扫描方式对厚度为4mm的SiC/SiC复合材料进行制孔实验, 分析了飞秒激光加工参数对入口直径、孔深、锥度等孔型特征的影响规律和影响机理。结果表明, 脉冲能量、重复频率、线重合度以及扫描速率对小孔入口直径影响较小, 但对孔深和锥度影响较大; 上述实验参数与光束扫描面积内的能量密度密切相关, 小孔锥度随能量密度增大而减小, 小孔深度则反之; 当采用最大脉冲能量130μJ、最大重复频率100kHz、最小扫描速率100mm/s、最大线重合度77%以及最小进给量0.1mm时, 小孔锥度达到最小值12.38°; 上层材料对光束的遮挡以及排屑困难导致深孔加工锥度不易控制。该研究可以为今后SiC/SiC超快激光制孔应用提供参考。     

蓝色波段发光和激光二极管的新进展

文章在简要概述了几种适合制备短波长发光器件材料－ＳｉＣ，ＧａＮ和ＺｎＳｅ的晶体结构、掺杂性质及外延技术后，主要介绍了它们在制备蓝色波段发光和激光二极管的新进展。     

SiC功率半导体器件的优势及发展前景

本文在介绍Si功率半导体器件的发展历程及限制的基础上,结合具体器件介绍SiC功率半导体器件的优势,最后介绍SiC功率半导体器件的发展现状及前景。     

SiC JFET与SiC MOSFET失效模型及其短路特性对比

建立了两种碳化硅（SiC）器件JFET和MOSFET的失效模型.失效模型是在传统的电路模型的基础上引入了额外附加的泄漏电流,其中,SiC JFET是在漏源极引入了泄漏电流,SiC MOSFET是在漏源极和栅极引入了泄漏电流;同时,为了体现温度和电场强度与失效的关系,用与温度和电场强度相关的沟道载流子迁移率代替了传统电路模型所采用的常数迁移率.有关文献的实验结果和半导体器件的计算机模拟（Technology Computer Aided Design,TCAD）验证了两种SiC器件失效模型的准确性.所建立的失效模型能够对比SiC JFET和SiC MOSFET的短路特性.     

SiC新一代电力电子学的创新发展

进入21世纪,宽禁带半导体材料的发展对电力电子学产生了革命性的影响,SiC新一代电力电子学应运而生.从高频高效率开关应用、高功率密度、高压变换、高温工作、热管理和可靠性研究等方面介绍了近几年SiC电力电子学的应用创新.应用创新的内容包含:电路拓扑结构设计、优化设计方法、SiC功率器件和先进高频无源元件的采用、寄生参量的抑制、驱动电路设计、高温粘结与封装工艺、新冷却方法和极端工作条件的可靠性试验方法等.对SiC电力电子学的应用创新进行了综合评价.     

脉冲CO_2激光制备纳米级SiC粉末

采用脉冲ＴＥＡＣＯ２激光诱发ＳＩＨ４＋ＣＨ４等离子体化学气相反应，合成了粒度分布均匀的纳米ＳｉＣ球型陶瓷粉末，采用傅里叶红外光谱、Ｘ射线衍射、元素分析、透射电子显微镜等多种技术对粉末性能进行了分析，利用光学发射谱技术对反应过程进行了初步研究。     

用SiC作预电离电极的TEACO_2激光器

设计了用SiC作预电离电极的TEA CO_2激光器并运行成功.实验研究了该激光器系统参数对激光输出特性的影响,获得了激光单脉冲能量约274mJ、峰值功率密度约780MW/L.在无气体循环、无催化剂的条件下,器件以0.5Hz的重复频率运行10~5脉冲,以3Hz的重复频率无弧运行10~4脉冲.