other
热门产品
  • EVK-PLA1199A 三相全桥1200V/340A   SiC 逆变开发套件模块
    EVK-PLA1199A 三相全桥1200V/340A SiC 逆变开发套件模块

    EVK-PLA1199A是一款CISSOID 与Silicon Mobility公司一起 提供OLEA® COMPOSER - T222 SiC 逆变器入门开发套件模块,该模块在机械和电气上将 Silicon Mobility 的 T222 FPCU 控制器板和应用软件与三相 1200V/340A SiC MOSFET 智能模块集成在一起

    查看详细
  • 三相1200V/340A-550A 高度集成的 SiC 逆变器平台
    三相1200V/340A-550A 高度集成的 SiC 逆变器平台

    SiC 逆变器平台可以提供完整的模块化碳化硅(SiC)逆变器参考设计(支持高达 350KW/850V 的电机驱动),该参考设计包括 CISSOID 基于 SiC的高压功率模块、集成的栅极驱动器、采用 Silicon Mobility 超快速、安全的 OLEAT222 FPCU 的控制板、直流和相电流传感器、直流母线电容器和 EMI 滤波,以及集成的液体冷却装置,SiC 逆变器平台可以帮助客户将逆变器以最快的方式整合到电机驱动系统中,帮助客户快速搭建完备开发平台,简化设计过程,并缩短上市时间。

    查看详细
  • CMT-ICM3SB12340AAA 三相全桥1200V/340A   SiC 逆变开发套件模块
    CMT-ICM3SB12340AAA 三相全桥1200V/340A SiC 逆变开发套件模块

    CMT-ICM3SB12340AAA是一款CISSOID 与Silicon Mobility公司一起 提供OLEA® COMPOSER - T222 SiC 逆变器入门开发套件模块,该模块在机械和电气上将 Silicon Mobility 的 T222 FPCU 控制器板和应用软件与三相 1200V/340A SiC MOSFET 智能模块集成在一起

    查看详细
  • CMT-PLA3SB12340AA 三相全桥1200V/340A SiC MOSFET 智能功率模块
    CMT-PLA3SB12340AA 三相全桥1200V/340A SiC MOSFET 智能功率模块

    CMT-PLA3SB12340A 是一款基于 CISSOID HADES2 芯片组的三相1200V/340A 碳化硅 (SiC) MOSFET 智能功率模块,集成了功率开关和栅极驱动器。 该模块通过轻质 AlSiC 扁平基板进行冷却,可满足高功率密度转换器的要求,提供专为在高达 175°C 的高结温下运行而设计的 SiC 功率模块。与 IGBT 模块相比,该解决方案可以充分发挥 SiC 技术的优势,通过低开关损耗和高温运行实现高效率、高功率密度和高可靠性。 栅极驱动器与电源模块的集成可以直接访问在开关速度和损耗、针对 dI/dt 和 dV/dt 的稳健性以及功率级保护(Desat、UVLO、AMC)方面经过充分验证和优化的解决方案,SSD)。

    查看详细
  • CXT-ICM3SA12550AAA 三相全桥1200V/550A   SiC 逆变开发套件模块
    CXT-ICM3SA12550AAA 三相全桥1200V/550A SiC 逆变开发套件模块

    CXT-ICM3SA12550AAA是一款CISSOID 与Silicon Mobility公司一起 提供OLEA® COMPOSER - T222 SiC 逆变器入门开发套件模块,该模块在机械和电气上将 Silicon Mobility 的 T222 FPCU 控制器板和应用软件与三相 1200V/550A SiC MOSFET 智能模块集成在一起。

    查看详细

高温SOI技术的发展现状和前景

日期:2023-06-27 人气:232

高温电子的商业应用需求最初来自石油、天然气勘探和开采领域,钻探的环境温度随着井深的增加而不断升高,当井深超过7000 m时,井下温度可超过200℃。在航天领域,由于自身发热和外部因素,航天器的电子器件可能暴露于高温环境中,而航天项目的高成本和高风险使其特别地追求高温、高可靠的电子器件。航空应用要求很高的安全性、可靠性及可维护性,耐高温电子器件使飞机发动机及其他部件的分布式控制成为可能,也使去除或弱化原有的复杂、笨重的液冷和液压传动系统成为可能。近年来,具备先天耐高温特性的第三代宽禁带半导体(WBG)如SiC等日趋成熟并全面商业化,与耐高温的绝缘层上硅(SOI)器件构成了非常理想的搭配,不仅推动了石油和航空航天等传统领域高温应用的发展,而且带动了高铁、电动汽车、移动储能等各类工业领域的新型高温应用。


高温SOI技术突破了体硅半导体器件的高温困境,其与SiC功率器件在电路类型上有很好的互补性,可助力高温电子技术的发展登上一个新的台阶,有着广阔的应用前景。本文对高温SOI技术的发展现状进行了详细的介绍,并对其未来的发展方向和应用前景进行了深入的探讨。


高温会导致普通的体硅半导体器件性能退化。当温度升高到150~200℃时,硅基的本征载流子浓度显著升高,不仅硅基衬底几乎完全导电,而且PN结势垒已减薄至近乎消失,从而导致半导体基本功能崩溃,此时的半导体已几乎成为导体。


半导体器件是通过掺杂形成的PN结来工作的,其基本的电性能依靠载流子来实现,掺杂载流子起到了决定性作用,温度是掺杂载流子工作的主要辅助因素。在一定的温度条件下,足够的热运动使得掺杂原子能够全部电离,掺杂原子所携带的多数载流子(多子)能够全部发挥作用,并与少数载流子(少子)相互配合,构建了半导体的基本性能。适当的温度是半导体进入正常工作的重要辅助因素,过高的温度则会损害半导体的性能,随着温度的升高,本征载流子浓度也会加速升高,PN结势垒会被减薄,半导体的各项关键指标逐渐下降,当温度高达一定的门限时,本征载流子的浓度将会淹没掺杂物质所贡献的载流子浓度,导致半导体性能极度衰弱甚至消失,进而引发半导体基础特征的崩溃。


掺杂浓度是构成半导体性能的第一关键要素。掺杂浓度越高,半导体正常工作的饱和电离温区越高。导体材料掺杂浓度由材料本身可溶性特征限定,其最高掺杂浓度有一定的极限。理论和实验研究结果都已证明[1-4],针对体硅半导体器件,温度的升高导致材料物理特性发生变化,禁带宽度减小,本征载流子浓度升高,在125~150℃区间,本征载流子浓度就开始赶上掺杂载流子浓度。较之于体硅半导体,同一温度下禁带宽度较大的半导体材料的本征载流子浓度较低,超越掺杂载流子浓度的温度门槛也就较高,因此具有较高的正常工作温区。一般而言,锗器件的最高正常工作温度边界为100℃,硅为250℃,砷化镓为450℃,而SiC则超过600℃。


结温超出125℃时,体硅半导体的性能快速弱化,甚至完全不能正常工作,其最大的诱因是泄漏电流的快速增加。研究结果表明[4-6],体硅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的泄漏电流除了与本征载流子浓度强烈相关,还与结面积和耗尽区宽度成正比。因此,很多研究者希望通过器件结构的改进来减少PN结面积和耗尽区宽度,从而减小泄漏电流,提升器件的高温性能,高温SOI技术由此应运而生。高温SOI技术不仅改善了器件的高温性能,也改善了器件整体的电性能;

更为现实的是,除了某些特殊的工艺环节需要特殊设备,SOI工艺的很大部分都可以沿用传统体硅器件的制造设备和工艺,表现出了极大的商业化可行性。

Cissoid授权代理商:深圳市邦晶科技有限公司 版权所有 © 2008-2024 Inc. 粤ICP备2023088585号 网站地图 

IPv6 network supported