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硼元素助力SiC MOSFET性能突破

作者: 浮思特科技2024-07-10 14:27:04

  在半导体技术日新月异的今天,硅碳化物(SIC)mosfet作为电力电子领域的明星器件,其性能的提升一直是科研人员关注的焦点。近日,一项突破性研究成果揭示了硼元素在SiC MOSFET氧化后退火过程中的神奇作用,不仅将器件的沟道迁移率(μFE)推向了前所未有的高度,还极大地改善了器件的可靠性,为电力电子系统的能效提升和稳定性保障开辟了新路径。

碳化硅mosfet

  传统上,业界广泛采用一氧化氮(NO)作为SiC MOSFET氧化后退火的主要气体,旨在降低界面陷阱密度,从而在一定程度上提升μFE至20至40 cm²/V·s。然而,这一水平对于追求极致性能的应用场景而言,仍显不足。在此背景下,研究人员创新性地提出了在退火过程中引入硼元素的新策略,这一发现如同为SiC MOSFET的性能提升按下了加速键。

  实验结果显示,硼元素的加入犹如催化剂,极大地促进了SiC MOSFET内部结构的优化,使得沟道迁移率实现了质的飞跃,最高可达100 cm²/V·s,相较于传统的一氧化碳退火方式,提升了2.5至5倍。这一惊人的数据不仅标志着SiC MOSFET在电子迁移效率上的重大突破,也为高功率、高效率电力电子设备的开发奠定了坚实的基础。

  更令人振奋的是,硼元素的引入不仅仅局限于迁移率的提升。研究还发现,通过精细调控硼的浓度,可以进一步将SiC MOSFET的界面态密度(Dit)降低约70%。界面态密度是衡量器件界面质量的重要指标,其降低意味着界面陷阱的显著减少,这对于提升器件的可靠性、延长使用寿命具有不可估量的价值。因此,硼元素的加入不仅让SiC MOSFET跑得更快,还让它跑得更稳、更远。

  这一研究成果的公布,无疑为SiC MOSFET乃至整个电力电子行业注入了新的活力。随着技术的不断成熟和应用的深入拓展,我们有理由相信,硼元素这一“性能加速器”将在未来更多高端电力电子设备中展现其独特魅力,推动电力电子产业迈向更加高效、可靠、绿色的发展道路。

  硼元素在SiC MOSFET氧化后退火过程中的创新应用,不仅实现了器件沟道迁移率的显著提升,还极大地改善了器件的可靠性,为电力电子技术的持续进步提供了强有力的支撑。