宽禁带半导体器件对比

宽禁带半导体功率器件

刘海涛 陈启秀

摘要 阐述了宽禁带半导体的主要特性与SiC、金刚石等主要宽禁带半导体功率器件的最新发展动态及其存在的主要问题，并对其未来的发展作出展望。

关键词 宽禁带半导体 功率器件 碳化硅 金刚石

Wide Bandgap Semiconductor Power Devices

Liu Haitao,Chen Qixiu

(Institute of Power Devices,Zhejiang University,Hangzhou 310027)

Abstract The paper presents the main characteristics of wide bandgap semiconductors,and elaborates the latest development of SiC and diamond

power devices.At the same time,the future development of SiC and diamond power devices is forcasted.

Keywords Wide bandgap semiconductor Power devices SiC

Diamond

1 引 言

由于Si功率器件已日趋其发展的极限，尤其在高频、高温及高功率领域更显示出其局限性，因此开发研制宽带半导体器件已越来越被人们所关注。所谓宽带半导体（WBG)主要是指禁带宽度大于2.2电子伏特的半导体材料，包括Ⅱ—O、Ⅱ—S、Ⅱ—Se、Ⅲ—N、SiC、金刚石以及其他一些化合物半导体材料。这些材料一般均具有较宽的禁带、高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率，因此他们比Si及GaAs更适合于制作高温、高频及高功率器件。其中Johnson优值指数（JFOM＝

Ec.vs/2π，Ec为临界电场；vs为电子饱和速率）、Keyes优值指数（KFOM＝λ［C.vs/4πε］1/2，其中C为光速；ε为介电常数）和Baliga优值指数（BFOM＝εμEG3,其中EG为禁带宽度，μ为迁移率）分别从功率频

［1］率能力、耐热能力及导通功率损耗三方面说明了这一科学事实。表1

［2］列出了常见宽带半导体与Si,GaAs的比较。

表1 宽禁带半导体材料的基本特性

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