新型半導體材料SiC
2006/5/23 15:33:46 電源在線網
SiC是目前發展最成熟的寬禁帶半導體材料，作為Si等半導體材料的重要補充，可制作出性能更加優異的高溫(300～500℃)、高頻、高功率、高速度、抗輻射器件。SiC高功率、高壓器件對于公電輸運和電動汽車等節能具有重要意義。Silicon（硅）基器件的發展，未來已沒有可突破的空間了，目前研究的方向是SiC（碳化硅）等下一代半導體材料，這種新器件將在今后5～10年內出現，它的出現會產生革命性的影響。在用這種新型半導體材料制成的功率器件，性能指標比砷化鎵器件還要高一個數量級，碳化硅與其他半導體材料相比，具有下列優異的物理特點: 高的禁帶寬度，高的飽和電子漂移速度，高的擊穿強度，低的介電常數和高的熱導率。上述這些優異的物理特性,決定了碳化硅在高溫、高頻率、高功率的應用場合是極為理想的半導體材料。在同樣的耐壓和電流條件下，SiC器件的漂移區電阻要比硅低200倍，即使高耐壓的 SiC場效應管的導通壓降，也比單極型、雙極型硅器件的低得多。而且，SiC器件的開關時間可達10nS量級，并具有十分優越的 FBSOA。
SiC可以用來制造射頻和微波功率器件，各種高頻整流器，MESFETS、MOS-FETS和JFETS等。SiC高頻功率器件已在Motorola公司研發成功，并應用于微波和射頻裝置。GE公司正在開發SiC功率器件和高溫器件(包括用于噴氣式引擎的傳感器)。西屋公司已經制造出了在26GHz頻率下工作的甚高頻的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高電壓的SiC整流器和其他SiC低頻功率器件，用于工業和電力系統。理論分析表明，SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。可以預見，各種SiC器件的研究與開發，必將成為功率器件研究領域的主要潮流之一。但是，SiC材料和功率器件的機理、理論、制造工藝均有大量問題需要解決，它們要真正給電力電子技術領域帶來又一次革命，估計至少還需要十幾年的時間。
SiC可以用來制造射頻和微波功率器件，各種高頻整流器，MESFETS、MOS-FETS和JFETS等。SiC高頻功率器件已在Motorola公司研發成功，并應用于微波和射頻裝置。GE公司正在開發SiC功率器件和高溫器件(包括用于噴氣式引擎的傳感器)。西屋公司已經制造出了在26GHz頻率下工作的甚高頻的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高電壓的SiC整流器和其他SiC低頻功率器件，用于工業和電力系統。理論分析表明，SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。可以預見，各種SiC器件的研究與開發，必將成為功率器件研究領域的主要潮流之一。但是，SiC材料和功率器件的機理、理論、制造工藝均有大量問題需要解決，它們要真正給電力電子技術領域帶來又一次革命，估計至少還需要十幾年的時間。
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