京都大学试制成功增幅率超过200的SiC晶体管
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- 京都大学试制成功增幅率超过200的SiC晶体管
日本京都大学的研发小组试制出室温时电流增幅率为257和335的SiC BJT(bipolar junctiON transistor)。这是目前业内最高水平,大大超过本田技术研究所等的电流增幅率为130的BJT。
BJT与其他的晶体管相比具有导通电阻小的优点。但是,由于是电流控制型,存在控制电路过大的问题。而在实用中,需要提高电流增幅率和缩小控制电路尺寸。
京都大学副教授须田淳表示:“此次在室温时电流增幅率超过了200,还有望在200℃的高温下实现超过100”的增幅率。”由此,将来可以在太阳能发电系统的功率调节器、电动汽车动力控制单元以及产业设备的逆变器装置等中应用。
京都大学主要通过3个方法提高了电流增幅率。
第一 ,改变了BJT钝化膜SiO2的形成法。此次采用的并不是之前的热氧化法,而是使用等离子CVD法堆积SiO2后进行热处理。以此改善了SiO2和SiC的界面状态、减少了再结合的发生。
第二,让基极层和发射极层在同一个结晶生长装置内连续成长。利用这种手法,减少了界面缺陷的发生和杂质的混入。
第三,通过首次在SiC BJT制造工艺中采用热氧化和热处理这样的减少点缺陷的技术,抑制了基极层内点缺陷引起的再结合。其中,第三个方法最有特点,是增幅率提高的关键。通过这 些方法,将电流增幅率提高至257。另外,通过改变BJT形成时利用的SiC结晶面,将电流增幅率提升至335。
试制的BJT的尺寸仅为0.3mm×0.15mm,输出电流值仅为50mA。不过该公司表示,如果制成数mm~十数mm见方的元件,就可以实现20~200A的电流输出。今后开发的焦点是提高耐压值、降低成本和确保可靠性等。
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