“清華電機(jī)”消息，近日，第37屆功率半導(dǎo)體器件和集成電路國(guó)際會(huì)議(International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs, ISPSD)舉辦，電機(jī)系先進(jìn)電能變換與電氣化交通系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)的研究論文“The Latest Fabrication and Experimental Results of 1.2 kV Split-Gate 4H-SiC MOSFET with P+ Buffer”在大會(huì)上發(fā)表，向全球同行展示了清華大學(xué)在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的最新研究成果。
論文第一作者為電機(jī)系2023級(jí)博士研究生陳禹志，通訊作者為鄭澤東副教授。這是清華大學(xué)首次以第一完成單位在ISPSD會(huì)議發(fā)表論文。
圖片來源：清華電機(jī)
碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SiC MOSFET)因其高壓、高頻、低導(dǎo)通損耗等優(yōu)異特性，已為新能源汽車、可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域帶來變革。為了進(jìn)一步提高SiC MOSFET的開關(guān)速度與可靠性，鄭澤東老師研究團(tuán)隊(duì)提出了一種集成P+緩沖層的分裂柵極SiC MOSFET新結(jié)構(gòu)(SG-PB-MOS)，并成功完成了1200V/80mΩ等級(jí)器件的流片制備與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
該結(jié)構(gòu)通過在元胞JFET區(qū)中集成P+緩沖注入層，利用電荷耦合效應(yīng)，顯著優(yōu)化了器件性能：柵氧電場(chǎng)強(qiáng)度峰值降低32.6%，短路耐受時(shí)間提升26.8%，器件柵漏電容減小64.3%，衡量器件高頻性能的高頻優(yōu)值(HF-FOM)提升達(dá)3.01倍。
在與采用相同版圖布局的國(guó)際廠商Wolfspeed C2M 1200V/80mΩ系列產(chǎn)品的對(duì)比測(cè)試中，電機(jī)系團(tuán)隊(duì)研發(fā)的器件展現(xiàn)出更優(yōu)的動(dòng)態(tài)性能，其柵極開關(guān)速度顯著提升。與此同時(shí)，該器件結(jié)構(gòu)兼容已有工藝平臺(tái)，流片良率高達(dá)94%，展現(xiàn)出良好的工程應(yīng)用潛力，為高效、高可靠、高功率密度碳化硅基變換器提供了創(chuàng)新解決方案。目前，相關(guān)核心技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
（集邦化合物半導(dǎo)體整理）
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