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bob体育彩票:「特邀报告合集」第三届亚太碳化硅及相关材料国际会议

发布时间:2022-10-06 10:58:41 来源:bob体育彩票首页 作者:bob体育彩票app下载网址

  第三届亚太碳化硅及相关材料国际会议摘要合集来啦,篇篇精彩,干货满满。先睹为快吧~

  报告摘要:虽然SiC基功率器件与Si基器件相比具有一定的优势,但同时也面临着一些特殊的挑战。由于SiC基功率器件的沟道迁移率低,所以必须要考虑其栅氧化层的厚度。测试结果表明,SiC基器件的栅氧化质量比Si基器件低,MOS器件的阈值电压存在可逆和不可逆漂移现象。虽然双极性传导模式可能会导致器件的双极性退化,但目前双极性传导模式尚无法完全避免。此外,SiC基器件具有比Si基器件具有更高的机械刚度,这增加了封装界面在负载和温度波动下的应力。所以,在SiC器件大规模应用之前,需要了解上述影响因素,并选择合适的测试方法测试其可靠性。

  报告摘要:表面活化键合(SAB)技术已能够成功地在室温下键合各种材料,并为半导体器件的制造和集成提供了一种创新的解决方案。特别是利用硅和金属纳米粘接层的改性SAB,可以提高宽禁带半导体晶片直接键合的界面强度,如GaN-SiC、GaN-金刚石和Si-金刚石的键合。通过SAB实现的键合界面具有极低的热障电阻(TBR),这对于大功率器件的应用中非常有前景。SAB的另一个应用是通过SAB晶片键合技术将高质量的SiC薄膜转移到低质量的SiC晶片上,从而制造低成本的SiC晶片,这将显著降低SiC晶片的成本,并将推动SiC器件在不同领域的应用。

  报告提纲:1.“双碳”目标下SiC的强大市场驱动力;2. xEV上的SiC典型应用;3.ROHM第4代SiC MOS;4.如何选好、用好SiC器件。

  报告摘要:随着电动汽车市场的快速增长,牵引驱动领域亚千伏碳化硅器件的开发和应用进一步加速。中压碳化硅器件的最新研究,推动了其在电网领域应用的研究和预期。SiC器件在每个反向阻断电压下均具有较低的特定导通电阻,故SiC基器件的额定电流密度比硅基器件高,因此成本更低。由于SiC器件通常具有较高的热流密度,所以对其封装过程中的散热提出了重大的挑战。晶体管外形或焊接+引线键合法是封装功率器件的传统方法,这些方法会导致高结壳热阻和高杂散电感,限制了器件的功率处理和开关能力。过去20多年中,弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心一直致力于三维封装技术的开发,以使宽禁带功率器件能拥有更多的性能潜力。电力电子系统中心的器件封装研究主要集中在以下三个方面:(1)封装的双面冷却,以降低特定的结壳热阻和杂散电感;(2)烧结银器件的键合,通过将键合温度提高到200℃以上来提高其功率处理能力;(3)通过非线性电阻涂层在基板三点处进行电场分级,以在不使用过多绝缘材料的情况下来提高封装的局部放电起始电压。举两个例子来说明上述封装方法的具体应用:用于牵引驱动领域的双面冷却SiC模块的封装,使用前两种方法来进行封装;用于潜在电网应用的10kV SiC 全波二极管整流器,同时使用上述三种方法来进行封装。

  报告摘要:在功率半导体器件中,即使在低电阻率层(如n沟道绝缘栅双极晶体管的厚p型集电极层),也需要降低能量损耗。p型SiC晶片,电阻率比目前可实现的电阻率低得多的,但其制造方法不易。为了降低电阻率,需要了解这些材料的潜在传导机制。松浦 秀治团队研究了通过化学气相沉积 (CVD)、物理气相传输法(PVT)和液相法,生长的重掺杂Al的4H-SiC外延层电阻率(ρ(T))和霍尔系数(RH(T))之间的关系。

  报告题目:利用TCAD模拟研究最先进的1.2kv SiC沟道MOSFET中的UIS失效机理

  报告提纲:1.简介:研究背景、研究原因;2.实验方法:不对称沟道MOSFET的UIS测试、双沟道MOSFET的UIS测试;3.模拟方法:非对称沟道MOSFET的TCAD UIS模拟、双沟道MOSFET的TCAD UIS模拟、双沟道MOSFET的机械应力模拟。

  报告摘要:最近我们研究发现在氧化物/碳化硅的界面上发现了单光子源(SPSs)。这些SPSs非常明亮,而且可以通过电流注入产生单光子。虽然它们的缺陷结构未知,难以应用于实际系统,但我们通过结构分析、光学表征和第一性原理计算等方面的研究,为阐明它们的结构提供了一些线索。在本次演讲中,将介绍这种MOS界面SPS的特点和未来前景。

  报告提纲:1、宽禁带半导体功率器件基本介绍;2、金属金属化、裸陶瓷和裸半导体上的Ag烧结连接;3、SiC功率模块中加入Ag烧结体;4、实时故障监控分析

  报告摘要:硅基IGBT器件一直在改进,以减少其功率损耗;Si - IGBT已发展成为集成二极管的RC - IGBT,并通过使用氢离子代替磷离子在更深的能级中形成场阻层,来改进场阻层,以提高其性能。对于FS注入中的高加速氢注入、收集器中的硼注入和RC-IGBT中的磷注入,仅需要ULVAC公司SOPHI系列中的一个系统即可完成。此外,该系统可以直接传输直径300mm、厚度50μm的晶圆,且该系统已在300mm IGBT量产工厂中使用。

  为了进一步开发器件的特性,对Si-IGBT和SiC进行了改进。接下来介绍SiC的离子注入。ULVAC公司1992年就发布了针对SiC研发的离子注入机,于2007年大规模生产,并根据器件的发展及时改进、改造离子注入机。以下是我们应对SiC特定工艺和器件演变的方法。

  报告摘要:基于轨道交通独特的运行工况,对功率半导体器件功率密度、工作频率和运行可靠性提出了越来越高的要求。从硅基到碳化硅基的技术进步,为简化牵引变流器冷却系统、缩小体积、减轻重量、提高效率提供了可能,同时对高压碳化硅器件设计、工艺及其应用可靠性带来了一系列的技术挑战。本文着重介绍3300V SiC MOSFET及其全碳750A/3300V模块研究与应用技术进展。

  报告摘要:以碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体因其耐高压、耐高温、高效率的特性,在新能源汽车、光伏逆变器等应用得到了广泛应用。为充分发挥碳化硅的材料特性,进一步提升器件的通流能力,对其封装材料的耐高温能力提出了更高要求。本文针对高温环氧塑封料,以芳香烃树脂和多官能团树脂为基体材料,通过酸酐类固化剂与环氧树脂进行交联反应,在其他添加剂(无机填料、偶联剂、脱模剂等)掺入的条件下,制备了玻璃化转变温度(Tg)在225 ℃以上的环氧模塑料(EMC)。通过热重分析仪(TGA)、相对湿度实验、动态力学分析(DMA)实验等测试方法,对所制备的新型环氧模塑料(EMC)的玻璃化温度Tg、吸水率、模量等性能作出表征。测试结果表明,该环氧塑封料(EMC)非常适合于碳化硅芯片的封装,能最大程度的发挥碳化硅(SiC)功率器件的高温性能。

  报告摘要:碳化硅具有耐高压、耐高温、高效率等特点,在新能源汽车、轨道交通、新型电力系统等方面前景广阔,可助力“碳达峰、碳中和”的实现。碳化硅外延作为器件制备过程中的关键环节,对器件的性能有着重要影响。本报告重点从国内外碳化硅外延设备、关键工艺、外延产品性能等方面的技术进展做汇报。

  报告摘要:碳化硅(SiC)作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表。以碳化硅MOSFET等为代表的器件性能不断提升,开发了一系列正向导通特性优良的器件,但是未从根本上打破SiC单极型器件理论一维极限的限制。超级结技术毫无疑问是降低漂移区比导通电阻的最有效手段。“碳化硅超级结功率器件的研究进展”将在对碳化硅电力电子器件研发和产业化技术调研分析的基础上,极少碳化硅超结技术的前景和目前主要技术路线的研究进展情况。

  报告摘要:“碳中和”已成为全人类的共识和发展使命,构建以新能源为主体的电力电子化电力系统,推动能源产业数字化转型是必然途径。电力电子装置作为新型电力系统源网荷储的枢纽,是实现“比特管理瓦特”数字能源的核心基础设施。数字能源的核心要素是数据,信息感知则是前提,电力电子系统全景信息的深度感知是能源数字化的关键基础。开关器件作为电力电子信息流与能量流的重要媒介,其电磁状态全景信息的精确感知是推动电力电子数字化与智能化进程的关键。

  报告摘要:作为第三代宽禁带半导体的典型代表,SiC在高功率高电压器件领域具有重要的应用。目前,SiC同质外延片生长基本上都是采用4度偏角的单晶衬底。由于4H-SiC特殊的台阶流生长模式,其形貌缺陷的面积会随着外延层的厚度增加而增加,大面积的形貌缺陷会使得器件的良率大大降低。所以研究不同种类形貌缺陷的形成机理进而降低或者消除这些缺陷,对于高质量外延层生长特别是高质量厚膜外延层具有重要的实际意义。本报告对目前主要的同质SiC外延层的形貌缺陷研究进行了介绍,并重点报道了团队关于SiC厚膜外延层中两种新型形貌缺陷的表征研究,不仅丰富了SiC外延层形貌缺陷的样本,而且扩展了人们对 4H-SiC同质外延生长领域的认知。

  报告摘要:宽禁带半导体氮化镓(GaN)功率器件能够在电力电子应用中提供高频率、小尺寸、低功耗、高能效等理想性能,在智能电网、大数据中心、新能源汽车、激光雷达、航空航天等领域具有广阔的应用前景。当前平面型GaN-on-Si器件在GaN技术中占据主导地位,但仍面临电压和功率等级不高、陷阱效应导致的动态特性退化等问题。得益于品质更高的同质外延材料、更适于高压大电流的器件结构,垂直型GaN-on-GaN器件可解决平面型GaN-on-Si器件的问题,在耐压/功率等级和动态特性等方面实现突破。在本次报告中,我们将探讨:1)可突破传统SBD反向耐压与正向导通性能相互制约关系的1kV垂直型GaN隧穿结二极管;2)可同时实现正向电导调制和零反向恢复的1.8kV垂直型GaN PiN二极管;3)垂直型GaN功率器件“无电流崩塌”的优异动态性能。

  报告摘要:金刚石具有宽禁带、高载流子迁移率、高击穿电压、高热导率、优越的机械强度和化学稳定性等诸多优良特性,在各类知名材料中居于首位。在本次演讲中,将介绍大尺寸金刚石的开发和应用。对于异质外延单晶金刚石的生长,优选取向的 Ir (001) 薄膜沉积在蓝宝石衬底上。然后采用偏压增强CVD法形成金刚石成核,在其上采用微波等离子体CVD(MPCVD)系统生长单晶金刚石。然后,将钨原子引入 MPCVD 中,在该样品上生长出高质量的单晶金刚石。此后,利用激光加工技术在金刚石衬底上产生图案化的沟槽,通过 MPCVD 对金刚石层进行外延横向过度生长,在其上形成微通道。此外,我们研究了由于传导而增强的热扩散,然后是模拟电子芯片内的线性热点的局部加热电阻器的对流耗散。导电扩散和对流耗散的组合效应表现出显着的冷却增强效果,这可能对 GaN/金刚石复合器件有用。

  报告摘要:车用功率模块的芯片数量多、电流密度大、热通量高,是制约车用电机控制器可靠性的技术难题。因此,急需探索高性能的热管理技术,降低芯片结温,并确保芯片结温均衡。本报告针对传统集成Pin-Fin散热器,探讨Pin-Fin的排列布局设计、形貌结构设计、拓扑优化设计等增强换热方法,降低芯片结-流热阻和散热器进-出水口压降,针对下一代强化换热散热器,介绍冲击射流散热器的优化设计方法,降低芯片结-流热阻和芯片结温差异,提升车用电机控制器的电热性能和预期寿命。

  报告摘要:PVT法是目前最成熟的SiC晶体生长技术,也是唯一实现了产业化的单晶生长技术,但由于PVT法本身的技术特点,晶体质量提升,成本降低已成为目前SiC衬底技术及产业发展的瓶颈问题。液相法SiC单晶生长技术是将硅和碳元素先熔解到助溶液中再结晶析出,由于在液态环境中进行SiC单晶生长更接近热力学平衡条件,使得液相法的晶体生长过程更加平稳,重复性更好,晶体质量更高,且更易获得大尺寸晶体。同时,目前双极性器件、IGBT器件等大功率器件迫切需要p型SiC衬底,液相法晶体生长技术可以很好的解决PVT法P型掺杂难以实现的问题,可生长出低阻p型SiC晶体。本报告主要对液相法SiC单晶生长的主要过程进行介绍,并重点讨论晶体生长过程中温场与流场调控对晶体生长质量的影响。

  报告摘要:传统商用单面散热双向开关功率模块内产生的热量仅能沿一个方向散出,且键合引线会引起寄生电感和失效风险的进一步增加,为了突破这些局限,双面散热结构开始应用于双向开关功率模块。然而,双面散热结构通常将大量热膨胀系数(CTE)不同的材料叠加在一起,当温度变化时,CTE不匹配导致的热应力严重威胁着功率模块的可靠性,针对这一问题,本文开展了双面散热双向开关功率模块的高可靠封装研究。本文提出的双面散热双向开关功率模块的高可靠封装方法可以有效缓解缓冲层中的热量集中,降低连接层所受的热应力,并大幅提高所研制功率模块的可靠性。

  报告摘要:作为新能源汽车的三大核心技术之一,电机驱动系统成本降低是世界性难题,利用SiC器件的高温、高效和高频特性开发高功率密度电机驱动是主要解决途径。通过SiC模块封装性能的改善、模块布局和散热的优化、电机驱动高密度集成,充分发挥SiC器件的优异性能。

  (1) SiC高温封装技术:针对封装材料高温运行可靠性大幅下降的问题,分析材料、封装结构、工艺参数对模块热、电、机械性能的作用规律,改进封装材料和封装设计。

  (2)SiC 模块布局设计方法:针对模块结构设计效率低下且缺乏普适性的问题,建立综合评价体系及高效评估模型;分析大数量SIC 芯片(50)布局对均流能力和温度均匀分布的影响,提升SiC 模块的平面封装性能。

  (3)高密度电机驱动集成研究:从理论上对比多种门级驱动方案性能,阐明高速开关下电路与参数的选择要点,通过区分驱动过程的充、放电回路,缓解高速开关带来的误动作问题。开展SiC控制器拓扑结构及电容器功能特性研究,将电容器的储能功能和纹波电流提供功能区分利用,基于电容耐温特性计算出所需散热能力。研究SiC模块、电容器、母排及散热器的一体化集成及统一热管理技术;结合SiC器件的高频和高效特性利用。

  报告摘要:当前,SiC功率器件的主流封装技术采用DBC及铝线键合,主要存在封装材料与器件性能不匹配、封装结构引入的寄生电感过大、高热流密度带来散热难等问题,可采用先进封装技术进一步发挥SiC功率器件的性能。本报告将面向SiC功率器件封装所存在的问题进行讨论,并介绍中科院微电子所封装中心在SiC功率器件基板埋入封装方面的工作进展,主要包括材料表征、结构设计、工艺实施、电学特性以及相关散热技术等,最后对SiC功率器件先进封装技术的发展趋势进行展望。

  报告摘要:石墨烯作为一种新型二维材料,具有独特的双极型导电沟道,较高的载流子迁移率,非常适用于未来微波器件领域。对比与传统的机械剥离和化学气相沉积法,利用碳化硅外延的方法得到的石墨烯材料具有较大的材料尺寸与免转移的特点,因此更加适用于大规模晶圆级电子器件的制备。本报告从碳化硅外延石墨烯材料生长,栅介质沉积、欧姆接触制备等方面出发,介绍了碳化硅外延石墨烯微波器件制备工艺方法。此外,我们还对碳化硅外延石墨烯器件的“平台效应”和“负磁阻效应”进行了研究。

  报告摘要:GaN和SiC是第三代半导体材料的典型代表,基于SiC衬底的新型GaN异质结和SiC外延材料宽禁带、耐高温等独特优势,成为研制新一代高频、高压、高效等大功率器件的首选材料。随着基于国产SiC衬底的宽禁带外延材料和器件技术及可靠性的突破,已广泛应用于5G移动通讯基站、新能源电动汽车和相控阵雷达等国民经济各领域,为相关产业的迅速发展起到了推动作用。本文主要介绍了基于国产SiC衬底的新型GaN异质结和超厚层SiC等宽禁带外延材料的发展趋势和进展及其功率器件应用情况。

  报告摘要:碳化硅(SiC)作为一种性能优异的宽禁带半导体材料,已在电动汽车、光伏、5G通讯等领域实现广泛应用。天科合达公司成立于2006年,一直致力于碳化硅单晶的生长和衬造,已实现了高质量的4英寸、6英寸n型和半绝缘SiC单晶衬底的批量生产和销售。本报告将综述大尺寸SiC单晶衬底方面的国内外最新进展,重点介绍天科合达公司研究历程以及产业化技术进展。

  报告摘要:高质量的GaN体单晶是制作低损耗、高性能GaN基器件的最佳衬底,其制备技术成为制约氮化镓基器件产业化发展的瓶颈,因此能够制备出低成本,高质量GaN体单晶无疑对GaN基器件具有重大的意义。目前,生产氮化镓单晶衬底方法主要有四种,氢化物气相外延法,高压熔液法,氨热法,助熔剂法。助熔剂法(Na Flux method) 生长条件温和、设备简单、易规模化生产,可生长低成本、高质量、大尺寸、低缺陷密度氮化镓单晶。

  通过对助熔剂法法氮化镓不同生长模式下的应力演化分析,发现岛状生长能够产生拉应力能够抵消压应力,从而有效释放生长界面的压应力,实现应力控制;并探索了单晶制备新路线即利用籽晶回溶在生长界面处产生空洞产生弱连接,在应力作用下实现自分离,大大降低分离成本,并讨论了分离机制; 另外,氮极性氮化镓在器件性能提升方面存在极好的应用前景,而采用助熔剂法研究的还较少,机理讨论的不够深入,因此,我们通过对镓极性和氮极性氮化镓的生长行为的对比研究以及应力的分布,以及位错降低机制进行讨论,位错密度降低至4x105/cm2。在对镓极性和氮极性氮化镓的光谱学研究中证实了与 CNON 和 CN 相关的能级跃迁和黄光带 有关。

  报告摘要:功率器件作为能源控制领域的核心器件,无论是在电力、机械、交通等传统产业领域,还是在通信、航天、高铁、新能源等新兴技术产业领域都有着巨大的市场潜能。相较于传统的Si材料,GaN半导体具有禁带宽度大、饱和漂移速度高、极限击穿电场大、高电子迁移率和高热导率等特点,使得GaN功率器件在功率转换、微波通信等高压、大电流、高频及高温工作场合具有显著的优势。本课题组围绕GaN基肖特基势垒二极管(SBD)展开了系统性研究: (1) 设计并制备了一种具有侧壁场板终端的GaN基准垂直SBD,其场板绝缘层为SiO2,该结构以3 μm漂移区实现了近420 V的击穿电压;(2)研究了一种基于GaN衬底的沟槽MOS型肖特基势垒二极管结构 (TMBS),对台面的宽度、沟槽的深度、场板介质层的厚度以及介质层的类型进行了系统性研究;(3)采用侧壁场板的同时对台面进行倾斜化处理,可有效抑制表面电场和台面拐角处的电场,进而提高器件的击穿电压;(4)设计并制备了一种混合边缘终端,即p-NiO场环结合侧壁场板结构:在正向导通时,正偏的p-NiO/n-GaN可以有效减小台面底部两侧的电子势垒,从而增强其电流扩展能力,降低比导通电阻;在反向截止状态下,反偏的p-NiO/n-GaN结合侧壁场板可以有效增强台面区域的电荷耦合效应,从而减小电极接触界面和台面拐角处电场,实现1.1kV的击穿电压;(5)详细探索了GaN基SBD表面及侧壁刻蚀区域的表面态对击穿电压及载流子输运的影响,提出了MIS结构肖特基电极,并可实现3.3kV的GaN SBD的设计方案。

  报告摘要:随着SiC MOSFET器件的日趋成熟和大量应用,对其可靠性进行系统研究变得非常迫切。一方面,SiC MOSFET基于宽禁带材料的优势,可在高温、高频等极端条件下服役,对安全工作区边界附近发生的失效的模式与机理进行分析,是很有意义的工作;另一方面,与功率器件常规可靠性测试不同,对SiC MOSFET进行结合实际工况的寿命评价,更有利于建立器件应用的正确认识。本报告结合团队近年来承担的SiC MOSFET器件应用于电气化交通领域的可靠性研究项目,分享关于其在极端服役条件下的失效问题与结合实际工况的寿命评价方法的研究进展。

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