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微电子所在氮化镓高压电力电子器件领域取得最新进展

2021-12-15 来源:黄冈机械信息网

近日,中国科学院微电子研究所高频高压中心在氮化镓高压电力电子器件领域取得突破性进展,提出了一种低损伤、高性能的新型氮化镓横向肖特基二极管结构,有望提升各类电源和无线充电系统的效率和功率密度,显著降低系统成本,具有广阔的市场前景。

肖特基二极管是各类电源模块、UPS、光伏发电、电动汽车、无线充电应用中必不可少的原件,主要用于整流、续流以及防护用途。对比传统的硅基肖特基二极管,氮化镓肖特基二极管更耐压,适合于300V以上的电路系统,具有非常广阔的应用空间。传统的氮化镓肖特基二极管存在开启电压与反向泄露电流相互制约的问题。为满足大规模生产制备的需求,开发具有高均匀、高可靠的工艺是实现氮化镓肖特基二极管产业化的关键。

微电子所研究员刘新宇研究团队提出了一种基于AlGaN/GaN异质结材料体系,通过采用导电机制融合和能带分区调控的先进技术路线改变传统氮化镓肖特基二极管正向电压与反向电流等参数之间的经典调控规律,采用无损伤工艺,提升了器件的均匀性和可靠性,进一步提升了氮化镓肖特基二极管的性能。测试结果达到1700V反向耐压,正向开启电压达到0.38V以及高防浪涌能力,为肖特基二极管器件市场提供了一种新选择。

基于该研究成果的论文Recess-Free AlGaN/GaN Lateral Schottky Barrier Controlled Schottky Rectifier with Low Turn-on Voltage and High Reverse Blocking 被2018年IEEE国际功率半导体器件与功率集成电路会议(ISPSD 2018)收录,团队成员康玄武在大会上作了口头报告,这是中科院的科研团队首次受邀在该顶级国际会议上作大会报告。会后康玄武与产业界公司安森美(ON Semiconductor)和英飞凌(Infineon)等进行了深层次技术交流并达成合作共识。

编辑点评

为满足大规模生产制备的需求,开发具有高均匀、高可靠的工艺是实现氮化镓肖特基二极管产业化的关键。中国科学院微电子研究所提出了一种低损伤、高性能的新型氮化镓横向肖特基二极管结构,有望提升各类电源和无线充电系统的效率和功率密度,显著降低系统成本。

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