高阻断电压、大功率密度、高转化效率是电力电子器件技术持续追求的目标,基于4H-SiC优异的材料特性,在电力电子器件应用方面具有广阔的发展前景。围绕SiC MOSFET器件对外延材料的需求,介绍了国内外主流的SiC外延设备及国产SiC衬底的发展...高阻断电压、大功率密度、高转化效率是电力电子器件技术持续追求的目标,基于4H-SiC优异的材料特性,在电力电子器件应用方面具有广阔的发展前景。围绕SiC MOSFET器件对外延材料的需求,介绍了国内外主流的SiC外延设备及国产SiC衬底的发展,并重点介绍了宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室在国产150 mm(6英寸)SiC衬底上的高速外延技术进展。通过关键技术攻关,实现了150 mm SiC外延材料表面缺陷密度≤0.5 cm-2,BPD缺陷密度≤0.1 cm-2,片内掺杂浓度不均匀性≤5%,片内厚度不均匀性≤1%。基于自主外延材料,实现了650~1200 V SiC MOSFET产品商业化以及6.5~15 kV高压SiC MOSFET器件的产品定型。展开更多
衬底减薄可以大幅提升SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的电流密度,但减薄工艺和减薄引入的激光退火工艺仍面临巨大挑战。使用不同型号的金刚砂轮模拟了SiC衬底减薄精磨过程,研究了精磨后SiC衬底的界面质量;同时,使用波长为355 nm的紫外激光...衬底减薄可以大幅提升SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的电流密度,但减薄工艺和减薄引入的激光退火工艺仍面临巨大挑战。使用不同型号的金刚砂轮模拟了SiC衬底减薄精磨过程,研究了精磨后SiC衬底的界面质量;同时,使用波长为355 nm的紫外激光器退火Ni/4H-SiC结构,分析了激光能量密度对欧姆接触的性能影响;最后,结合减薄工艺和激光退火工艺制备了厚度为100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管。结果表明,使用超精细砂轮精磨SiC衬底后,其表面粗糙度为1.26 nm,纵向损伤层厚度约为60 nm;当激光能量密度为1.8 J/cm^(2)时,能形成良好的欧姆接触,比接触电阻率为7.42×10^(-5)Ω·cm^(2);厚度减薄至100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管在不损失阻断性能的情况下,其正向导通压降比未减薄的减小了0.15 V,电流密度提升了41.27%。展开更多
文摘高阻断电压、大功率密度、高转化效率是电力电子器件技术持续追求的目标,基于4H-SiC优异的材料特性,在电力电子器件应用方面具有广阔的发展前景。围绕SiC MOSFET器件对外延材料的需求,介绍了国内外主流的SiC外延设备及国产SiC衬底的发展,并重点介绍了宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室在国产150 mm(6英寸)SiC衬底上的高速外延技术进展。通过关键技术攻关,实现了150 mm SiC外延材料表面缺陷密度≤0.5 cm-2,BPD缺陷密度≤0.1 cm-2,片内掺杂浓度不均匀性≤5%,片内厚度不均匀性≤1%。基于自主外延材料,实现了650~1200 V SiC MOSFET产品商业化以及6.5~15 kV高压SiC MOSFET器件的产品定型。
文摘衬底减薄可以大幅提升SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的电流密度,但减薄工艺和减薄引入的激光退火工艺仍面临巨大挑战。使用不同型号的金刚砂轮模拟了SiC衬底减薄精磨过程,研究了精磨后SiC衬底的界面质量;同时,使用波长为355 nm的紫外激光器退火Ni/4H-SiC结构,分析了激光能量密度对欧姆接触的性能影响;最后,结合减薄工艺和激光退火工艺制备了厚度为100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管。结果表明,使用超精细砂轮精磨SiC衬底后,其表面粗糙度为1.26 nm,纵向损伤层厚度约为60 nm;当激光能量密度为1.8 J/cm^(2)时,能形成良好的欧姆接触,比接触电阻率为7.42×10^(-5)Ω·cm^(2);厚度减薄至100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管在不损失阻断性能的情况下,其正向导通压降比未减薄的减小了0.15 V,电流密度提升了41.27%。
