01 农业生产 - 农作物 02 农业生产 - 畜牧业和动物特产 07 农业服务 08 林业 09 捕鱼、狩猎和诱捕 10 金属开采 12 煤炭开采 13 石油和天然气开采 14 非金属矿物开采和采石,燃料除外 15 建筑 - 总承包商和施工承包商 16 重型建筑,建筑施工除外,承包商 17 建筑 - 特殊行业承包商 20 食品及相关产品 21 烟草产品 22 纺织厂产品 23 服装、织物及类似材料制成的成品 24 木材和木制品,家具除外 25 家具和固定装置 26 纸及相关产品 27 印刷、出版及相关工业 28 化学品及相关产品 29 石油精炼及相关工业 30 橡胶及各种塑料制品 31 皮革及皮革制品 32 石材、粘土、玻璃和混凝土产品 33 初级金属工业 34 金属制品 35 工业和商业机械及计算机设备 36 电子及其他电气设备及部件 37 运输设备 38 测量、摄影、医疗、光学产品及钟表 39 杂项制造业 40 铁路运输 41 本地及郊区交通及城际公路运输 42 汽车货运 43 美国邮政服务 44 水运 45 航空运输 46 管道(天然气除外) 47 运输服务 48 通信 49 电力、燃气及卫生服务 50 批发贸易 - 耐用品 51 批发贸易 - 非耐用品 52 建筑材料、五金、园艺用品及移动房屋 53 百货商店 54 食品店 55 汽车经销商及加油站
碳化硅 (SiC) 是一种宽带隙 (WBG) 半导体材料,与硅 (Si) 相比,它具有多种优势,例如最大电场更高、导通电阻更低、开关速度更快、最大允许结工作温度更高。在 1.2 kV - 1.7 kV 电压范围内,SiC 功率器件有望取代 Si 绝缘栅双极晶体管 (IGBT),用于高效率、高工作温度和/或减小体积的应用。特别是,SiC 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) - 电压控制且常关断 - 是首选器件,因为它易于在使用 Si IGBT 的设计中实现。在这项工作中,研究了 SiC 器件的可靠性,特别是 SiC MOSFET 的可靠性。首先,研究了并联两个分立 SiC MOSFET 的可能性,并通过静态和动态测试进行了验证。发现并联连接没有问题。其次,通过长期测试研究了 SiC MOSFET 体二极管的阈值电压和正向电压的漂移。还发现这些可靠性方面没有问题。第三,通过对标准模块的寄生电感建模以及这些电感对栅极氧化物的影响,讨论了封装对芯片可靠性的影响。该模型显示了杂散电感和寄生元件的不平衡,这对高速开关来说是个问题。对湿度对封装在同一标准封装中的 SiC MOSFET 芯片和 SiC 肖特基芯片结端的影响进行的长期测试表明,一些位于户外的模块会过早退化。然后,通过实验和模拟研究了三种不同类型的 1.2 kV SiC 开关器件(双极结型晶体管、结型场效应晶体管和 MOSFET)的短路行为。对每个器件进行详细的电热分析,以支持在故障期间快速关闭器件的必要性。得出了坚固、快速的短路保护设计指南。对于每个器件,都设计、构建了一个短路保护驱动器,并通过实验进行了验证。研究了使用 SiC MOSFET 设计无二极管转换器的可能性,重点是通过体二极管进行浪涌电流测试。发现的故障机制是 npn 寄生双极晶体管的触发。最后,进行了生命周期成本分析 (LCCA),结果表明在现有的 IGBT 设计中引入 SiC MOSFET 具有经济意义。事实上,由于效率更高,初期投资在后期可以节省。此外,可靠性也得到了提高,从风险管理的角度来看,这是有益的。虽然初始转换器成本高出 30%,但采用 SiC MOSFET 的转换器在 20 年内的总投资大约低 30%。关键词:碳化硅、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)、结型场效应晶体管 (JFET)、双极结型晶体管 (BJT)、可靠性、故障分析、可靠性测试、短路电流、湿度、谐振转换器、串联谐振转换器 (SLR)、基极驱动电路、栅极驱动电路、生命周期成本分析 (LCCA)。
这是作者创作的、未经复制编辑的一篇文章的版本,该文章已被《J. Phys.: Condensed Matter》接受发表。 IOP Publishing Ltd 对此版本手稿或由此衍生的任何版本中的任何错误或遗漏不承担任何责任。记录版本可在线获取:http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/27/18/185303。 SiC 上的外延石墨烯:通过基板预处理改变结构和电子传输性能
01 农业生产 - 农作物 02 农业生产 - 畜牧业和动物特产 07 农业服务 08 林业 09 捕鱼、狩猎和诱捕 10 金属开采 12 煤炭开采 13 石油和天然气开采 14 非金属矿物开采和采石,燃料除外 15 建筑 - 总承包商和施工承包商 16 重型建筑,建筑施工除外,承包商 17 建筑 - 特殊行业承包商 20 食品及相关产品 21 烟草产品 22 纺织厂产品 23 服装、织物及类似材料制成的成品 24 木材和木制品,家具除外 25 家具和固定装置 26 纸及相关产品 27 印刷、出版及相关工业 28 化学品及相关产品 29 石油精炼及相关工业 30 橡胶及各种塑料制品 31 皮革及皮革制品 32 石材、粘土、玻璃和混凝土制品 33 初级金属工业 34 金属制品 35 工业和商业机械及计算机设备 36 电子及其他电气设备及部件 37 运输设备 38 测量、摄影、医疗、光学产品及钟表 39 其他制造业 40 铁路运输 41 本地及郊区交通及城际公路运输 42 汽车货运 43 美国邮政服务 44 水运 45 航空运输 46 管道(天然气除外) 47 运输服务 48 通信 49 电力、煤气及卫生服务 50 批发贸易 - 耐用品 51 批发贸易 - 非耐用品 52 建筑材料、五金、园艺用品及移动房屋 53 百货商店 54 食品店 55 汽车经销商及加油站
最新一代战斗机采用 270Vdc 电源系统 [1]。这种高压直流电源系统很难用传统断路器保护,因为电流在故障期间不会像交流电源系统那样每周期自动归零两次,因此触点电弧是一个问题。固态功率控制器 (SSPC) 是断路器的固态等效物,不会产生电弧,并且比机械断路器对故障的响应更快 [2]。目前的 SSPC 受到可用功率半导体的限制,只能支持较低的电压和电流 [8,9]。本论文介绍了 SSPC 的设计和实验结果,该 SSPC 使用 SiC 功率 JFET 作为 SSPC 电源开关,将 SSPC 功能扩展到更高的电压和电流,而其空间比 Si 电源开关实际可实现的空间更小。研究从 SSPC 电源开关的热分析开始,这将指导由 Solid State Devices Inc. (SSDI) 使用 SiCED 和/或 Semisouth LLC 的 JFET 制造的 SiC JFET 多芯片电源模块的开发。多个多芯片电源模块将并联以构成 SSPC 开关。制造的器件在静态和动态热性能以及静态和动态电气性能上进行了评估。除了 SiC 模块研究外,还完成了能够在 200ºC 下工作的高压 SSPC 控制电路的详细设计,包括详细分析、建模和模拟、详细原理图和详细图纸。最后,制造并测试选定控制电路的面包板以验证模拟结果。还开发了在 SSPC 应用特有的瞬态热条件下测试 SiC JFET 器件的方法。关键词:SiC、JFET、SSPC、热分析、多芯片
受 SiC 技术在电动汽车 (EV) 应用中的采用推动,SiC 功率器件市场正在快速增长。2021 年 SiC 功率器件市场收入超过 10 亿美元,主要由位于欧洲(意法半导体、英飞凌)、美国(Wolfspeed、安森美)和日本(罗姆半导体、三菱电机、富士电机)的公司获得。此外,Yole Développement 最近预测未来几年 SiC 功率器件市场将达到数十亿美元,到 2027 年将超过 60 亿美元,预计 2021-2027 年复合年增长率为 34%。显然,包括中国和韩国在内的其他半导体行业主要国家也已公布了发展本国 SiC 产业的雄心。然而,他们能否在短期或中期内建立功率 SiC 技术所需的整个供应链,尤其是建立 SiC 晶圆的国内供应,受到了质疑。事实上,SiC 晶圆业务的进入门槛非常高,目前能够为功率器件制造商批量生产大面积和高质量 SiC 晶圆的公司数量非常有限,因此他们能够满足电动汽车行业对器件的严格要求。在这种背景下,
Abstrac T: - 基于异构结构的石墨烯/4H-SIC和基于同型的石墨烯,4H-SIC双滴区(DDR)影响电离雪崩传输时间(IMPATT)DIODES DIODES在140GZ处于140GZ的作用。通过使用漂移扩散模型,作者研究了DC,硫二极管的小信号特性。全面的仿真结果表明,与其他同行相比,石墨烯/4H-SIC DDR IMPATT在效率和输出功率方面的表现更好。石墨烯/4H-SIC DDR支持用理想的偏置电流密度为6.51×10 8 A/m 2,得出的转化效率分别为18.4%,输出功率分别为38.73W,表明其优于其他损耗的优势。这项工作中的设计发现非常有前途,并且在实现这些二极管的用于毫米波通信系统关键字的这些二极管:石墨烯,异质结构,碳化硅(SIC),双滴型区域(DDR),sppt。1。简介
在使用我们的 Smart Cut 技术生产 SiC 基板时,我们发现优化键合步骤对于实现高水平的电导率和热导率至关重要。我们的研究表明,键合界面对总基板电阻的贡献相当于标准 SiC 材料的几十微米。在 Smart Cut 将薄片 SiC 从供体基板分割并转移到载体基板后,我们采用了精加工工艺,以确保通过抛光和退火,我们新形成的基板已准备好进行外延处理并与 SiC 器件加工兼容。请注意,我们的 Smart Cut SiC 技术生产的晶圆顶层没有基面位错(见图 2 和 3)。
摘要 - 与平面,沟槽和双层建筑的不同商业SIC Power MOSFET上进行了加速陆生中子辐照。结果用于计算海平面上的故障横截面和时间(拟合)率。增强的门和排水泄漏,这些设备在暴露期间没有表现出破坏性故障。特别是,对于平面和沟槽栅极MOSFET观察到了不同的机制,第一个显示部分闸门破裂,其中主要是漏极和栅极之间的泄漏路径,类似于以前在重离子上观察到的,而第二个则显示出完整的栅极破裂。讨论了有关不同技术的观察到的故障机制和射线后栅极应力(猪)测试。