宽禁带功率半导体器件技术_张波.pdf

第38卷第5期电子科技大学学报Vol.38No.5

2009年9月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaSep.2009

宽禁带功率半导体器件技术

张波，邓小川，陈万军，李肇基

(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054)

【摘要】碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比，宽禁带

半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的

半导体材料。该文总结了宽禁带SiC和GaN功率半导体器件研发的最新进展，包括各种功率二极管和功率晶体管。同时对宽禁

带SiC和GaN功率半导体器件发展所面临的市场和技术挑战进行了分析与概述，并对其发展前景进行了展望。

关键词氮化镓;功率器件;碳化硅;宽禁带半导体

中图分类号TN3文献标识码Adoi:10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.018

WideBandgapSemiconductorsforPowerElectronics

ZHANGBo,DENGXiao-chuan,CHENWan-jun,andLIZhao-ji

(StateKeyLaboratoryofElectronicThinFilmsandIntegratedDevices,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaChengdu610054)

AbstractWidebandgapsemiconductors,suchassiliconcarbide(SiC)andgalliumnitride(GaN),are

consideredtobeexcellentcandidatesforhighpower,highfrequencyandhightemperatureapplicationsinthe

commercialandmilitarypowerdistributionandconversionsystems.Theadvantagesofwidebandgapmaterials

overtheconventionalSiandGaAsincludewidebandgap,highsaturationelectronvelocity,andhighcritical

electricfield.Inthispaper,therecentprogressinthedevelopmentofhigh-voltageSiCandGaNpowerswitching

devicesisreviewed.Theexperimentalperformanceofvariousrectifiersandtransistors,whichhavebeen

demonstrated,isdiscussed.MarketandtechnicalchallengesonSiCandGaNpowerdevicesarealsodescribed.The

futuretrendsindevic