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京都大學試制成功增幅率超過200的SiC晶體管

發布時間:2011-06-22 來源:技術在線

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  • 京都大學試制成功增幅率超過200的SiC晶體

日本京都大學的研發小組試制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與其他的晶體管相比具有導通電阻小的優點。但是,由于是電流控制型,存在控制電路過大的問題。而在實用中,需要提高電流增幅率和縮小控制電路尺寸。

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系統的功率調節器、電動汽車動力控制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。此次采用的并不是之前的熱氧化法,而是使用等離子CVD法堆積SiO2后進行熱處理。以此改善了SiO2和SiC的界面狀態、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,減少了界面缺陷的發生和雜質的混入。

第三,通過首次在SiC BJT制造工藝中采用熱氧化和熱處理這樣的減少點缺陷的技術,抑制了基極層內點缺陷引起的再結合。其中,第三個方法最有特點,是增幅率提高的關鍵。通過這 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結晶面,將電流增幅率提升至335。

試制的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,如果制成數mm~十數mm見方的元件,就可以實現20~200A的電流輸出。今后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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