检索结果-内蒙古大学图书馆

电子科技大学学报 2021年第4期50卷 520-526页

作者：文译陈致宇邓小川柏松李轩张波电子科技大学电子科学与工程学院成都610054 电子科技大学广东电子工程信息研究院广东东莞523808 南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室南京210016

针对SiC MOSFET体二极管双极退化效应,该文提出了一种集成低势垒二极管的10 kV SiC MOSFET器件新结构(LBD-MOSFET)。该结构通过在一侧基区上方注入N阱,降低了漏源间的电子势垒,从而在元胞中形成一个低势垒二极管(LBD)。当LBD-MOSFET在... 详细信息

针对SiC MOSFET体二极管双极退化效应,该文提出了一种集成低势垒二极管的10 kV SiC MOSFET器件新结构(LBD-MOSFET)。该结构通过在一侧基区上方注入N阱,降低了漏源间的电子势垒,从而在元胞中形成一个低势垒二极管(LBD)。当LBD-MOSFET在第三象限工作时,低的电子势垒使LBD以更低的源漏电压开启,有效避免了体二极管开通所导致的双极退化效应。二维数值分析结果表明,SiC LBD-MOSFET的击穿电压达13.5 kV,第三象限开启电压仅为1.3 V,相比传统结构降低48%,可有效降低器件第三象限导通损耗。同时,由于LBD-MOSFET具有较小的栅漏交叠面积,其栅漏电容仅为1.0 pF/cm^(2),器件的高频优值为194 mΩ·pF,性能相比传统结构分别提升了81%和76%。因此,LBD-MOSFET适用于高频高可靠性电力电子系统。

关键词：击穿电压栅漏电容低势垒碳化硅第三象限

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高压大功率碳化硅电力电子器件研制进展

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科技导报 2021年第14期39卷 56-62页

作者：柏松李士颜杨晓磊费晨曦刘奥黄润华杨勇中国电子科技集团公司第五十五研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室南京210016

碳化硅电力电子器件已经成为国内外研究和产业化热点,在一些应用领域正在逐步取代硅基电力电子器件。概述了碳化硅材料和器件的特性,即具有高工作电压、高效率、高工作温度等优势。综述了国际上碳化硅电力电子器件技术的发展现状,其中... 详细信息

碳化硅电力电子器件已经成为国内外研究和产业化热点,在一些应用领域正在逐步取代硅基电力电子器件。概述了碳化硅材料和器件的特性,即具有高工作电压、高效率、高工作温度等优势。综述了国际上碳化硅电力电子器件技术的发展现状,其中中低压器件发展已逐渐成熟,高击穿电压器件研究成果展现出由碳化硅材料特性预测的性能优势。展示了宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室在该领域取得的最新技术进展,建立了600~3300 V碳化硅肖特基二极管和MOSFET产品技术,研制出国际先进水平的高压碳化硅MOS-FET和IGBT。

关键词：碳化硅电力电子 MOSFET IGBT

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Ga2O3/GaN/蓝宝石模板上β-Ga2O3薄膜的生长

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发光学报 2020年第3期41卷 281-287页

作者：焦腾李赜明王谦董鑫张源涛柏松张宝林杜国同吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林长春130012 宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室南京电子器件研究所江苏南京210016

为获得高质量的β-Ga2O3薄膜,将c面蓝宝石上生长的GaN薄膜进行高温氧化制成了Ga2O3/GaN/蓝宝石模板,进而在模板上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺进行了β-Ga2O3薄膜的同质外延。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显... 详细信息

为获得高质量的β-Ga2O3薄膜,将c面蓝宝石上生长的GaN薄膜进行高温氧化制成了Ga2O3/GaN/蓝宝石模板,进而在模板上利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺进行了β-Ga2O3薄膜的同质外延。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜等方法对样品的晶体结构、表面形貌等性质进行测试与分析。结果表明,该方法获得的β-Ga2O3薄膜晶体质量受GaN薄膜氧化效果与MOCVD工艺条件等因素影响较大。通过优化实验条件,得到了质量较高的β-Ga2O3薄膜。与蓝宝石上或GaN薄膜上异质外延得到的β-Ga2O3薄膜相比,薄膜的晶体质量明显提高。通过对比不同样品的晶体质量、表面形貌和制备过程,发现该方法成功地将β-Ga2O3薄膜在蓝宝石衬底或GaN/蓝宝石模板上异质外延转化为了Ga2O3/GaN/蓝宝石模板上的同质外延,有效地减小了β-Ga2O3薄膜和蓝宝石、GaN之间较大的晶格失配和热失配,有利于提高β-Ga2O3薄膜的晶体质量。

关键词：氧化镓高温氧化金属有机化学气相沉积

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新一代SiC功率MOSFET器件研究进展

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人工晶体学报 2020年第11期49卷 2122-2127页

作者：柏松李士颜费晨曦刘强金晓行郝凤斌黄润华杨勇南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室南京210016 国扬电子有限公司扬州225100

自2017年报道SiC(碳化硅)功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术进展以来,针对器件比导通电阻(RON,SP)高等问题不断优化器件结构设计,本课题组改进关键加工工艺,使1200 V SiC MOSFET的RON,SP从8 mΩ·cm^2降低到4.8 mΩ... 详细信息

自2017年报道SiC(碳化硅)功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术进展以来,针对器件比导通电阻(RON,SP)高等问题不断优化器件结构设计,本课题组改进关键加工工艺,使1200 V SiC MOSFET的RON,SP从8 mΩ·cm^2降低到4.8 mΩ·cm^2。与此同时,本课题组采用新一代SiC MOSFET设计和工艺技术研制出6.5 kV、10 kV以及15 kV等高压低导通电阻SiC MOSFET,其中10 kV和15 kV器件的比导通电阻分别为144 mΩ·cm^2和204 mΩ·cm^2,接近单极型SiC器件的理论极限。

关键词：碳化硅功率金属-氧化物半导体场效应晶体管高压比导通电阻

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3.3 kV 60 A H桥高压SiC二极管模块模拟与制作

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固体电子学研究与进展 2020年第5期40卷 324-327,332页

作者：郝凤斌金晓行王玉林滕鹤松柏松陈刚国扬电子有限公司江苏扬州225100 宽禁带半导体电力电子国家重点实验室南京210016 南京电子器件研究所南京210016

介绍了一款H桥结构的3.3 kV 60 A高压SiC二极管模块,该SiC模块是由8只自主设计制作的3.3 kV30 A SiC肖特基二极管组成,每一路桥臂由两颗芯片并联实现60 A电流。采用Q3D软件建立3.3 kV 60 A H桥高压SiC二极管模块的仿真模型,对电流回路... 详细信息

介绍了一款H桥结构的3.3 kV 60 A高压SiC二极管模块,该SiC模块是由8只自主设计制作的3.3 kV30 A SiC肖特基二极管组成,每一路桥臂由两颗芯片并联实现60 A电流。采用Q3D软件建立3.3 kV 60 A H桥高压SiC二极管模块的仿真模型,对电流回路的寄生参数进行提取。采用有限元分析软件ANSYS计算稳态热传导,建立几何模型和有限元模型,形成的温度梯度分布显示温度场的分布比较合理,同时热量的横向传导增加了有效散热面积。常温静态测试条件下,模块压降在2.1 V左右,漏电流小于5μA,击穿电压高达3 700 V以上;动态测试(测试电压1 600 V,测试电流56 A)条件下,反向恢复时间为56 ns,芯片的热阻测试结果约为0.27 K/W。

关键词：碳化硅 SiC二极管 SiC模块

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6.5kV高压全SiC功率MOSFET模块研制

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中国电机工程学报 2020年第6期40卷 1753-1758页

作者：金晓行李士颜田丽欣陈允峰郝凤斌柏松潘艳宽禁带半导体电力电子国家重点实验室(南京电子器件研究所) 江苏省南京市210016 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102211 国扬电子有限公司江苏省扬州市225100

该文报道6.5kV、25A及100A两款全碳化硅(silicon carbide,SiC)功率金属场效应晶体管(metal oxide field-effect transistor,MOSFET)模块制备及测试结果。两款模块所采用的6.5kV SiC MOSFET及SiC肖特基二极管芯片均采用自主研制的高压SiC芯片,充分显示了在SiC材料外延、器件制备及模块封装领域国产化方面的巨大进展。该文报道6.5kV、25A和100A两款模块动静态性能表征结果,并与国际研究报道水平做对比分析。室温下,两款模块导通能力分别大于25A和100A;栅源短接,在漏极电压6.5kV时,模块漏电流分别为2.0μA和8.77μA。对6.5kV、25A模块动态参数、开关波形进行测试,以表征单管芯MOSFET动态性能特性。在工作电压3.6kV、导通电流25A下,对模块进行动态测试,结果表明,SiC MOSFET具有快速的开关特性,其中开通时间(开通损耗)和关断时间(关断损耗)分别为140ns(12.3m J)和84ns(1.31m J)。测试结果表明,研制的全SiC模块具有优越的动静态性能,相对传统硅6.5kV绝缘栅双极晶体管芯片在开关速度及开关损耗方面具有巨大优势,该款6.5kV SiC功率模块在智能电网、电能转换及配电网络领域具有广阔的应用前景。

关键词：碳化硅碳化硅功率金属场效应晶体管模块 6.5kV 开关时间开关损耗

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6.5 kV,5 A 4H-SiC 功率 DMOSFET器件

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固体电子学研究与进展 2019年第2期39卷 81-85页

作者：杨立杰李士颜刘昊黄润华李赟柏松南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子国家重点实验室南京210016

报道了在60μm厚、掺杂浓度1.3×10^(15) cm^(-3)的外延层上制备4H-SiC功率DMOSFET器件的研究结果。器件击穿电压大于6.5 kV,导通电流大于5 A,相对于之前的报道结果,器件导通能力提升了25倍。器件采用由55根环组成的,450μm宽的浮... 详细信息

报道了在60μm厚、掺杂浓度1.3×10^(15) cm^(-3)的外延层上制备4H-SiC功率DMOSFET器件的研究结果。器件击穿电压大于6.5 kV,导通电流大于5 A,相对于之前的报道结果,器件导通能力提升了25倍。器件采用由55根环组成的,450μm宽的浮空场限环作为器件终端结构。通过1 250°C热氧化工艺和NO退火技术,完成器件栅介质层制备。通过横向MOSFET测试图形,提取器件峰值有效沟道迁移率为23 cm^2/(V·s)。器件有源区面积为0.09 cm^2,在栅极电压20 V、室温下,器件比导通电阻为50 mΩ·cm^2。在漏极电压6.5 kV时,器件漏电流为6.0μA,对应器件漏电流密度为30μA·cm^(-2)。基于此设计结构,通过设计实验,提取了SiC DMOSFET器件中电阻比例组成。

关键词： SiC功率双注入金属氧化物半导体场效应晶体管阻断电压比导通电阻

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一种屏蔽HVI影响的新型双沟槽SOI-LIGBT

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微电子学 2019年第3期49卷 422-426页

作者：周峰杨立杰南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室

提出了一种新型双沟槽SOI-LIGBT结构。通过缩短高压互连线(HVI)下方沟槽的横向长度,增大了双沟槽总的反向耐压。在新型LIGBT漂移区中,当沟槽与有源区之间的距离为13μm时,可以完全屏蔽HVI对SOI-LIGBT集电极的不良影响,HVI区域面积大幅... 详细信息

提出了一种新型双沟槽SOI-LIGBT结构。通过缩短高压互连线(HVI)下方沟槽的横向长度,增大了双沟槽总的反向耐压。在新型LIGBT漂移区中,当沟槽与有源区之间的距离为13μm时,可以完全屏蔽HVI对SOI-LIGBT集电极的不良影响,HVI区域面积大幅减小。仿真结果表明,与传统结构相比,新型LIGBT的反向击穿电压提高了18.2%,为578 V,而HVI区域面积减小了60.8%。

关键词： SOI-LIGBT 高压互连线双沟槽击穿电压

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一种提高SOA能力的厚膜SOI-LDMOS结构

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微电子学 2019年第3期49卷 436-440页

作者：周峰南京电子器件研究所宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室

在高压驱动芯片中,厚膜SOI-LDMOS能起到电平移位的作用。为确保芯片能够长时间稳定工作,需要LDMOS具有大范围的SOA能力。提出一种在源端N+区域引入PN间隔技术的新结构。通过研究,确定了最优PN间隔比例。对最优结构进行测试,结果表明,器... 详细信息

在高压驱动芯片中,厚膜SOI-LDMOS能起到电平移位的作用。为确保芯片能够长时间稳定工作,需要LDMOS具有大范围的SOA能力。提出一种在源端N+区域引入PN间隔技术的新结构。通过研究,确定了最优PN间隔比例。对最优结构进行测试,结果表明,器件的开态击穿电压为475 V,反向击穿电压为657 V,相比于传统结构,分别提高了69.6%和20.6%。新型器件的SOA能力得到较大提升。

关键词： SOI-LDMOS PN间隔 SOA能力电平移位

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新能源汽车用1200V/600 A SiC功率模块

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固体电子学研究与进展 2021年第4期41卷 F0003-F0003页

作者：李士颜牛利刚陈谷然刘强黄润华柏松杨勇宽禁带半导体电力电子国家重点实验室南京电子器件研究所南京210016 扬州国扬电子有限公司江苏扬州225100

南京电子器件研究所自主研发了基于自对准沟道的低导通电阻SiC MOSFET技术,采用6英寸SiC MOSEET工艺平台,研制出1 200V,25mΩ SiC MOSFET大容量芯片,图1(a)为晶圆图片。攻克子多芯片并联均流设计、低寄生参数封装等关键技术,研制出一款... 详细信息

南京电子器件研究所自主研发了基于自对准沟道的低导通电阻SiC MOSFET技术,采用6英寸SiC MOSEET工艺平台,研制出1 200V,25mΩ SiC MOSFET大容量芯片,图1(a)为晶圆图片。攻克子多芯片并联均流设计、低寄生参数封装等关键技术,研制出一款新能源汽车用1 200V/600 A SiC功率模块,如图1(b)所示。该款模块由48颗SiC MOSFET芯片封装组成,采用Pin-fin直接水冷结构,三相全桥拓扑结构。

关键词：低导通电阻芯片封装寄生参数新能源汽车并联均流自对准 MOSFET 拓扑结构

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