低压Si MOSFETs对SiC/Si级联器件短路特性的影响

由低压硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, Si MOSFET)和碳化硅结型场效应晶体管(Silicon Carbon Junction Field-Effect Transistor, SiC JFET)构成的SiC/Si级联(Cascode)器件,兼具了低压Si MOSFET易于驱动、SiC JFET高耐压低损耗等优点。该文采用实验和数值模拟的方式研究了低压Si MOSFET对SiC/Si级联器件短路特性的影响,结果表明,在短路过程中SiC/Si级联器件中的SiC JFET最高温度比单独的SiC JFET短路时的最高温度低,SiC/Si级联器件的短路失效时间得到了延长,并且随着Si MOSFET额定电压的增加,SiC/Si级联器件短路失效延长的时间也在增加。

SiC/Si-Mo-Cr涂层SiC_(f)/SiC复合材料辐照行为

通过浆料涂刷法(Slurry painting,SP)结合化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD),在SiC_(f)/SiC复合材料表面制备了致密的SiC/Si-Mo-Cr复合涂层。采用拉曼光谱、XRD和SEM研究了Si^(2+)离子辐照前后涂层的相组成、结构和形貌,并通过三点弯曲试验评估了辐照前后涂层样品的力学性能。结果表明:SiC_(f)/SiC复合材料在Si^(2+)离子辐照后发生结构损伤,如SiC纤维变得更粗糙,PyC界面膨胀以及SiC基体非晶化;而制备好的涂层可以极大地保护SiCf/SiC复合材料;因此,内部的纤维、界面和SiC基体在Si^(2+)离子辐照中都没有出现损伤。辐照后,SiC_(f)/SiC复合材料在辐照损伤区的界面脱黏和纤维拔出减少,弯曲断口变平,力学性能下降,弯曲强度保持率为80.49%;与之相比,涂层样品在辐照后的弯曲强度保持率更高,达到84.15%。

ZnO/SiC/Si(111)异质外延

使用 Si C作为过渡层 ,采用自行设计建造的连通式双反应室高温 MOCVD系统很好地克服了 Zn O和 Si C生长时的交叉污染问题 ,在 Si基片上外延出高质量的 Zn O薄膜 .测量了样品的 XRD和摇摆曲线 ,以及室温下的 PL谱 .实验结果表明 ,Si C过渡层的引入大大提高了 Zn O薄膜的质量和发光性能 ,并有望实现在 Si上制备 Zn O单晶薄膜 .

采用SiC/Si_3N_4陶瓷先驱体连接反应烧结SiC

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体聚硅氮烷连接反应烧结碳化硅陶瓷,研究了连接温度、连接压力、浸渍/裂解增强处理对连接强度的影响。结果表明:在1100℃~1400℃温度范围内,连接强度先升高后降低;连接过程中施加适当的轴向压力可提高连接层致密度;浸渍/裂解增强处理可大幅度提高接头强度。当连接温度为1300℃,连接压力为15kPa,经3次增强处理的连接件抗弯强度达最大值169.1MPa。这种连接件的断口表面粘有大量SiC母材。由XRD研究表明,随着温度的逐步升高,聚硅氮烷的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变。微观结构及成分分析显示:连接层为厚度2μm^3μm的SiCN无定形陶瓷,其结构较为均匀致密;连接层与基体间界面接合良好。

SiC/Si上六方YMnO_3薄膜的制备和铁电性能

采用化学溶液法在SiC/Si上制备了YMnO3薄膜。XRD结果显示所制备的薄膜为六方YMnO3,且具有部分择优取向生长。拉曼光谱和XPS的结果验证了样品为六方纯相YMnO3。以Pt为顶电极,测试了YMnO3薄膜的电滞回线,结果显示YMnO3薄膜具有良好的铁电性质。

SiC_p/ZL109复合材料中15RSiC/Si界面的TEM研究

用 TEM研究了离心铸造的 Si Cp/ ZL10 9复合材料中的 15R Si C/ Si界面。Si C/ Si界面结合紧密 ,无孔洞 ,无过渡层。 15R Si C与其周围的 Si保持以下位向关系 :( 110 5) Si C/ / ( 111) Si,[112 0 ]Si C/ /[112 ]Si。

可用于Ⅲ族氮化物生长的50mm 3C-SiC/Si(111)衬底的制备(英文)

利用新研制出的垂直式低压 CVD(L PCVD) Si C生长系统 ,获得了高质量的 5 0 mm 3C- Si C/ Si(111)衬底材料 .系统研究了 3C- Si C的 n型和 p型原位掺杂技术 ,获得了生长速率和表面形貌对反应气体中 Si H4 流量和 C/ Si原子比率的依赖关系 .利用 Hall测试技术、非接触式方块电阻测试方法和 SIMS,分别研究了 3C- Si C的电学特性、均匀性和故意调制掺杂的 N浓度纵向分布 .利用 MBE方法 ,在原生长的 5 0 mm 3C- Si C/ Si(111)衬底上进行了 Ga N的外延生长 ,并研究了 Ga N材料的表面、结构和光学特性 .结果表明 3C- Si C是一种适合于高质量无裂纹 Ga N外延生长的衬底或缓冲材料 .

SiC/Si-MoSi_2抗氧化涂层的制备及性能研究

为了提高石墨材料的抗氧化性,在石墨表面制备SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层。首先以Si粉为原料,采用液硅渗透法制备SiC内层;然后以Mo粉和Si粉为原料,配制成m(Mo)∶m(Si)分别为1∶5、1.5∶5、2∶5和2.5∶5的料浆,采用料浆烧结法制备Si-MoSi2外层。利用SEM和EDS分析SiC/Si-MoSi2涂层于1400℃氧化前后的结构及组成。结果表明,料浆的Mo粉和Si粉配比对涂层的抗氧化性能有很大影响,当m(Mo)∶m(Si)=2∶5时,涂层具有最佳的抗氧化性能,且表现出长时间的抗氧化能力。

聚氮硅烷催化裂解原位合成碳纳米管增强SiC/Si_3N_4复相陶瓷

以聚氮硅烷为前驱体,通过催化裂解原位生成SiC/Si3N4复相陶瓷,同时原位生成碳纳米管增韧相;研究热解温度、掺杂催化剂种类对SiC/Si3N4复相陶瓷微观结构及形态的影响,运用扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、综合热分析进行结构分析和表征。结果表明,催化裂解可有效增强陶瓷基体的强度和实现基体与纳米相的复合和分散,并降低SiC/Si3N4复相陶瓷晶化温度。

SiC/Si浓悬浮体的胶体特性及流变性研究

凝胶注模成型是一种制备均匀性好、强度高和形状复杂的陶瓷部件的成型技术 ,目前已在各种精密陶瓷材料的近净尺寸成型制备中得到了广泛应用 .但已有研究工作主要针对微米和亚微米尺寸的陶瓷粉末的成型 ,而大多数高级耐火材料制品都属毫米级粗颗粒的高温材料 .本文研究了粒径为毫米级粗颗粒体系SiC/Si粉末的Zeta电位、分散性以及SiC/Si浓悬浮体的流变性 ,制备了固相体积分数高达 72

SiC/Si_3N_4复合纳米粉的微观结构与形态

用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和图像分析等分析手段，对激光诱导六甲基乙硅胺烷加氨气气相合成纳米陶瓷粉进行了结构分析及表征．结果表明：利用激光诱导六甲基乙硅胺烷合成出了理想的纳米陶瓷粉，实验制备的粉体由非晶态相和少量晶态相组成，颗粒形状规则呈球形；其微粒粒径多为10—20nm范围，大部分分散性较好，粉中无游离的硅生成；主要相为非晶态结构的SiC和Si3N4组成，少量晶态相为α-SiC、β-SIC和Si3N4．在可控制备工艺条件下能够合成理想的非晶纳米SiC粉体．

添加多晶硅废料制备SiC/Si_3N_4复相结合SiC耐火材料

以碳化硅、多晶硅废料、金属硅粉为原料,纸浆废液为结合剂,采用反应烧结工艺制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料。运用热力学分析了利用多晶硅废料代替部分工业金属硅粉和碳化硅细粉制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料的理论可行性。系统地分析了单质硅氮化机理,提出Si首先与N2中的微量氧反应形成气态SiO,至体系氧分压降至P(O2)/Pθ<1×10-18.9,Si直接氮化。研究了多晶硅废料对材料物相组成和微观结构的影响。结果表明:利用多晶硅废料制备的SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料性能优异;多晶硅废料的添加使反应生成的结合相由原先单一的Si3N4变为Si3N4和β-SiC,两结合相发挥各自的性能优势;多晶硅废料中的硅粉粒径小,活性大,与工业金属硅粉共存时能发生逐级氮化作用,增加了纤维状Si3N4含量,优化了材料结构。

轨道交通牵引四象限变流器三电平SiC/Si混合型拓扑损耗分析

三电平SiC/Si混合型拓扑能满足低功率损耗的需求,其成本又低于全SiC拓扑,已逐渐应用于各类电力电子装置。由于轨道交通牵引四象限变流器应用场合的开关频率不高,而功率较大,不同的三电平SiC/Si混合型拓扑在损耗和效率上的优劣有待进一步评估。为此,提出一种T型中点箝位三电平SiC/Si混合型拓扑(TNPC-H2),在建立的损耗模型的基础上,推导了其与已有的有源中点箝位三电平SiC/Si混合型拓扑(ANPC-H1)的损耗计算公式,并将2种混合拓扑的成本、损耗和效率进行了理论计算的分析和对比。结果表明TNPC-H2更适用于低频场合,而ANPC-H1适用范围广,且开关频率越高其优势越突出。

3C-SiC/Si(111)的掠入射X射线衍射研究

在衬底温度为1000℃条件下,利用固源分子束外延(SSMBE)技术在Si衬底上生长3C-SiC单晶薄膜.RHEED结果显示在Si(111)上所生长的SiC薄膜为3C-SiC,并与衬底的取向基本一致.采用同步辐射掠入射X射线衍射(GID)技术并结合常规X射线衍射(XRD)研究了SiC薄膜内的应变和晶体质量.常规衍射的联动扫描曲线得到薄膜处于双轴张应变状态.3C-SiC薄膜和Si衬底的晶格失配和热膨胀系数失配是导致双轴张应变的原因.根据不同角度的掠入射衍射Phi扫描的摇摆曲线结果,发现薄膜晶体质量在远离SiC/Si界面区变好.这是由于SiC薄膜中的缺陷随着远离界面逐渐减少的原因.GID和XRD的摇摆曲线结果表明薄膜中镶嵌块的倾斜大于扭转,表明SiC薄膜在面内的晶格排列要比垂直方向更加有序.

Auger Depth Profiling of Carbonized SiC/Si Samples

Silicon carbide (SiC) has been prepared by passing natural gas over (100) oriented hot Si substrate at different temperatures in the range 930~1000℃. Reaction times of 60 and 90 min are used.Depth profile, using Auger Electron Spectroscopy, shows the formation of SiC under a thin coating of carbon for the samples prepared at 930 and 950℃. Annealing, at 1050℃ for 12 h,results in a more pronounced formation of SiC. It is found that at the temperature of 1000℃and reaction times of 60 and 90 min, a hard diamond-like coating is formed.

愈合温度对SiC/Si_3N_4复合材料强度的影响

用压痕法,在SiC/Si3N4复合陶瓷试样表面引入裂纹,对含有裂纹的试样进行愈合处理,来研究温度对材料抗弯强度的影响规律。结果表明,经1300℃保温4h愈合处理后,抗弯强度恢复至647.5MPa,与完好试样的抗弯强度值(685.5MPa)非常接近。

SiC_p/Al-Si复合材料中SiC/Si的晶体学位向关系

用 ＴＥＭ研究了离心铸造和挤压铸造的 ＳｉＣｐ／ＺＬ１０９复合材料，发现 Ｓｉ优先在 ＳｉＣ表面上形核、长大，并形成大量“界面 Ｓｉ”及 ＳｉＣ／Ｓｉ界面 ＳｉＣ与 Ｓｉ之间不存在固定的晶体学位向关系，但存在（１１０１）ＳｉＣ ／／（１１１）Ｓｉ，［１１２０］ＳｉＣ ／／［１１２］Ｓｉ优先出现的位向关系，而（０００１）ＳｉＣ

用聚碳硅烷为先驱体制备SiC/Si_3N_4纳米复相陶瓷

采用聚碳硅烷（ＰＣＳ）为先驱体，利用原位生长法制备ＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４ 纳米复相陶瓷，其室温弯曲强度和断裂韧性达到了６３７ ＭＰａ 和８．１０ ＭＰａ·ｍ １／２。研究了材料微观结构的形成及断裂机理，指出在微观结构的形成过程中，控制ＳｉＣ纳米微晶的生成和β－Ｓｉ３Ｎ４ 柱状晶的生长是关键，而增韧补强的主要原因在于形成了晶内型结构和长径比大（大于７．５）的Ｓｉ３Ｎ４ 柱状晶，从而改变了断裂机理。

基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法

由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,目前针对热监测的研究往往需满足热稳态平衡和功率损耗可测两大条件,在实际变流器中实用性较低。基于此,该文以零输入响应法为切入点,首先,对Si/SiC混合器件热结构特性进行分析,详细阐述零输入响应法直接应用于混合器件时所带来的高阶热约束条件难以表征的问题;其次,通过对SiIGBT与SiC MOSFET进行热网络分区处理实现模型的降阶,构建出壳温降温曲线时间常数与热参数之间的约束关系,提出了基于热网络分区等效思想的混合器件耦合热参数辨识方法,所提方法简化了功率损耗测量步骤与热平衡态条件,在并联器件耦合热参数辨识研究中具有简单、通用、流程化高的应用优势;最后,通过实验验证了该文所提方法的准确性和有效性。

硅基SiC薄膜制备与应用研究进展

碳化硅(SiC)材料具有极为优良的物理、化学及电学性能,可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用,碳化硅还是极端工作条件下微机电系统(MEMS)的主要候选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时,碳化硅有与硅同属立方晶系的同质异形体,可与硅工艺技术相结合制备出适应大规模集成电路需要的硅基器件,因此用硅晶片作为衬底制备碳化硅薄膜的工作受到研究人员的特别重视。本文综述了近年来国内外硅基碳化硅薄膜的研究现状,就其制备方法进行了系统的介绍,主要包括各种化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)法和物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)法,并归纳了对硅基碳化硅薄膜性能的研究,包括杨氏模量、硬度、薄膜反射率、透射率、发光性能、电阻、压阻、电阻率和电导率等,以及其在微机电系统传感器、生物传感器和太阳能电池等领域的应用,最后对硅基碳化硅薄膜未来的发展进行了展望。