京都大學試製成功增幅率超過200的SiC晶體管
發布時間:2011-06-22 來源:技術在線
新聞事件:
日本京都大學的研發小組試製出室溫時電流增幅率為257和335的SiC BJT(bipolar junctiON transistor)。這是目前業內最高水平,大大超過本田技術研究所等的電流增幅率為130的BJT。
BJT與yu其qi他ta的de晶jing體ti管guan相xiang比bi具ju有you導dao通tong電dian阻zu小xiao的de優you點dian。但dan是shi,由you於yu是shi電dian流liu控kong製zhi型xing,存cun在zai控kong製zhi電dian路lu過guo大da的de問wen題ti。而er在zai實shi用yong中zhong,需xu要yao提ti高gao電dian流liu增zeng幅fu率lv和he縮suo小xiao控kong製zhi電dian路lu尺chi寸cun。
京都大學副教授須田淳表示:“此次在室溫時電流增幅率超過了200,還有望在200℃的高溫下實現超過100”的增幅率。”由此,將來可以在太陽能發電係統的功率調節器、電動汽車動力控製單元以及產業設備的逆變器裝置等中應用。
京都大學主要通過3個方法提高了電流增幅率。
第一 ,改變了BJT鈍化膜SiO2的形成法。此次采用的並不是之前的熱氧化法,而是使用等離子CVD法堆積SiO2後進行熱處理。以此改善了SiO2和SiC的界麵狀態、減少了再結合的發生。
第二,讓基極層和發射極層在同一個結晶生長裝置內連續成長。利用這種手法,減少了界麵缺陷的發生和雜質的混入。
第三,通過首次在SiC BJT製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)中(zhong)采(cai)用(yong)熱(re)氧(yang)化(hua)和(he)熱(re)處(chu)理(li)這(zhe)樣(yang)的(de)減(jian)少(shao)點(dian)缺(que)陷(xian)的(de)技(ji)術(shu),抑(yi)製(zhi)了(le)基(ji)極(ji)層(ceng)內(nei)點(dian)缺(que)陷(xian)引(yin)起(qi)的(de)再(zai)結(jie)合(he)。其(qi)中(zhong),第(di)三(san)個(ge)方(fang)法(fa)最(zui)有(you)特(te)點(dian),是(shi)增(zeng)幅(fu)率(lv)提(ti)高(gao)的(de)關(guan)鍵(jian)。通(tong)過(guo)這(zhe) 些方法,將電流增幅率提高至257。另外,通過改變BJT形成時利用的SiC結晶麵,將電流增幅率提升至335。
試製的BJT的尺寸僅為0.3mm×0.15mm,輸出電流值僅為50mA。不過該公司表示,如果製成數mm~十數mm見方的元件,就可以實現20~200A的電流輸出。今後開發的焦點是提高耐壓值、降低成本和確保可靠性等。
- 京都大學試製成功增幅率超過200的SiC晶體管
日本京都大學的研發小組試製出室溫時電流增幅率為257和335的SiC BJT(bipolar junctiON transistor)。這是目前業內最高水平,大大超過本田技術研究所等的電流增幅率為130的BJT。
BJT與yu其qi他ta的de晶jing體ti管guan相xiang比bi具ju有you導dao通tong電dian阻zu小xiao的de優you點dian。但dan是shi,由you於yu是shi電dian流liu控kong製zhi型xing,存cun在zai控kong製zhi電dian路lu過guo大da的de問wen題ti。而er在zai實shi用yong中zhong,需xu要yao提ti高gao電dian流liu增zeng幅fu率lv和he縮suo小xiao控kong製zhi電dian路lu尺chi寸cun。
京都大學副教授須田淳表示:“此次在室溫時電流增幅率超過了200,還有望在200℃的高溫下實現超過100”的增幅率。”由此,將來可以在太陽能發電係統的功率調節器、電動汽車動力控製單元以及產業設備的逆變器裝置等中應用。
京都大學主要通過3個方法提高了電流增幅率。
第一 ,改變了BJT鈍化膜SiO2的形成法。此次采用的並不是之前的熱氧化法,而是使用等離子CVD法堆積SiO2後進行熱處理。以此改善了SiO2和SiC的界麵狀態、減少了再結合的發生。
第二,讓基極層和發射極層在同一個結晶生長裝置內連續成長。利用這種手法,減少了界麵缺陷的發生和雜質的混入。
第三,通過首次在SiC BJT製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)中(zhong)采(cai)用(yong)熱(re)氧(yang)化(hua)和(he)熱(re)處(chu)理(li)這(zhe)樣(yang)的(de)減(jian)少(shao)點(dian)缺(que)陷(xian)的(de)技(ji)術(shu),抑(yi)製(zhi)了(le)基(ji)極(ji)層(ceng)內(nei)點(dian)缺(que)陷(xian)引(yin)起(qi)的(de)再(zai)結(jie)合(he)。其(qi)中(zhong),第(di)三(san)個(ge)方(fang)法(fa)最(zui)有(you)特(te)點(dian),是(shi)增(zeng)幅(fu)率(lv)提(ti)高(gao)的(de)關(guan)鍵(jian)。通(tong)過(guo)這(zhe) 些方法,將電流增幅率提高至257。另外,通過改變BJT形成時利用的SiC結晶麵,將電流增幅率提升至335。
試製的BJT的尺寸僅為0.3mm×0.15mm,輸出電流值僅為50mA。不過該公司表示,如果製成數mm~十數mm見方的元件,就可以實現20~200A的電流輸出。今後開發的焦點是提高耐壓值、降低成本和確保可靠性等。
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