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科研项目速递 | 浙大科创科研项目入选省“领雁”计划!
来源:品牌国际部 发布时间:2022-01-08

近些年来随着科技水平日新月异的发展,航天、汽车等领域对电力电子器件的性能指标和承受恶劣工作环境的能力提出了更高的要求,要求新一代电力电子器件应具备更高耐压、更高开关速度、更低损耗和耐高温等优良特性,且能在高温强辐照等恶劣工作环境下正常工作。

经过几十年的发展,传统硅基半导体器件技术已经趋于成熟,硅基器件性能已经逐渐接近其物理极限,无法胜任高温、高压、高频等应用场合。相比于硅材料,碳化硅(SiC)材料具有更宽的禁带宽度(硅的3倍)、更高的临界击穿电场(硅的10倍)、更高的热导率(硅的3倍)、更高的本征失效温度(达到500℃以上)以及更稳定的化学性能和更好的抗辐照能力。由于SiC 具备这些优越的物理特性和电学特性,基于SiC材料的功率器件非常适合应用于高温、高压、高频、强辐射的应用场合。

然而当前实际SiC MOSFET器件面临着严重的总剂量效应和单粒子效应等问题,器件抗辐射能力和稳定性较差,无法满足航天航空电子设备的应用要求。SiC MOSFET器件辐射效应研究仍然存在较多问题亟待攻关,包括器件辐射效应和失效机制等理论研究存在不足,器件辐射效应试验方法和抗辐射能力评估方法有待完善,基于器件结构创新设计和工艺制造改进方法的抗辐射加固技术有待研究,等等。

浙大科创先进半导体研究院功率芯片研究室青年人才任娜研究员作为项目主要参与人,将充分利用团队在碳化硅功MOSFET器件技术方向积累的研究基础和技术储备、以及浙大科创一流的实验设施和研发条件,与浙江清华长三角研究院开展合作,针对碳化硅功率MOSFET当前面临的抗辐射“卡脖子”难题开展协同攻关和技术创新,揭示碳化硅MOSFET特殊辐射效应机理,突破硅基器件中传统的抗辐射加固方法,提出新型高效的加固技术,采用多种加固技术组合的方法,多角度对碳化硅功率MOSFET器件实行全方面抗辐射加固;改变功率MOSFET器件传统加固技术多采用单点试错的低效方式,完善相应技术设计规则,指导并实现抗辐射功率MOSFET产品的系列化开发。