近日，微電子所微波器件與集成電路研究室（四室）碳化硅電力電子器件研究團隊在SiC MOSFET器件研制方面取得重要進展，成功研制出1200V/15A、1700V/8A SiC MOSFET器件。
碳化硅（SiC）是第三代半導體材料，具有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、熱導率高等優點，是制作高壓、大功率半導體器件的理想材料。碳化硅電力電子器件，特別是SiC MOSFET器件是下一代高效電力電子器件技術的核心。
碳化硅電力電子器件研究團隊基于微電子所4英寸硅工藝平臺，對SiC MOS界面態來源與調控機理等開展了深入研究，開發了SiC柵氧化和氮化的柵介質工藝，將MOS柵電容的CV平帶電壓從3V左右降低到小于0.2V，成功研制出1200V和1700V SiC MOSFET器件（如圖1所示）。圖2所示為1200V/15A SiC MOSFET器件，輸出電流在VDS=10V，VGS=22V時為10A，在VDS=20V時達到15A，反向耐壓在漏電流為100nA時為1353V。圖3所示為1700V/8A SiC MOSFET器件，輸出在VDS=5V，VGS=22V時為5A，在VDS=13V時達到8A，反向耐壓在漏電流為20nA時可達1900V。SiC MOSFET器件的成功研制為更高性能及IGBT等新型結構碳化硅電力電子器件的研發奠定了扎實基礎。
該項目得到國家自然科學基金資助，并獲得微電子所與南車株洲電力機車研究所有限公司共建的新型電力電子器件聯合研發中心項目支持。
圖1 研制的1200V和1700V SiC MOSFET芯片照片
圖2 1200V/15A SiC MOSFET器件特性曲線
圖3 1700V/8A SiC MOSFET器件特性曲線
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