Runding Luo · Yuhan Duan · Tao Luo · Yifei Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

研究了碳化硅（SiC）垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOSFET）和沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在 $^{60}$Co $\gamma$ 射线辐照环境下的退化机制。探究了不同总电离剂量（TID）辐照后，处于不同工作状态的 SiC MOSFET 电学特性的退化情况。通过辐照后的退火实验研究了辐照过程中产生的缺陷。揭示了 TID 导致 SiC MOSFET 退化的原因，并提出了阈值电压（$V_{\text {th}}$）漂移的预测模型，且通过 TCAD 仿真进行了验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET在总电离剂量辐射环境下的退化机理研究具有重要的战略参考价值。SiC功率器件已成为我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的关键元件，其可靠性直接影响系统的长期性能表现。 该研究揭示了γ射线辐射导致SiC MOSFET阈值电压漂移、导通电阻增大等退化...

Zhenhui Wu · Rongzhou Zeng · Shengchang Lei · Linyuan Liao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

硅绝缘栅双极型晶体管（Si IGBT）在高功率系统中至关重要，但其较大的开关损耗限制了应用。本文受SiC JFET/Si MOSFET级联结构启发，提出并验证了一种SiC JFET与低压Si IGBT级联结构（L.SSIC）。该结构在导通状态下具有更强的电流导通能力，但仍存在严重的关断拖尾电流。为此，引入吸收电容和升压电容以优化开关瞬态并抑制拖尾电流。实验与TCAD仿真表明，在600 V/60 A条件下，L.SSIC的开关损耗较传统Si IGBT降低42.5%；在80 A、200 kHz下，其功...

解读: 该SiC JFET/Si IGBT级联结构技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。L.SSIC方案在600V/60A工况下开关损耗降低42.5%，在高频应用中功率损耗优于传统方案，可直接应用于ST系列储能变流器和车载OBC充电机的功率模块设计。外部吸收电容与升压电容抑制拖尾电流的方法，为阳光电源...

Anjali Goel · Akhilesh Rawat · Brajesh Rawat · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

在本研究中，我们系统地探究了基于硅纳米片（NSH）的互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器的静态和动态性能，这些反相器包括互补场效应晶体管（CFET）、叉片式（FSH）和标准堆叠纳米片（s - NSH）结构，适用于5纳米及更先进的技术节点。CMOS反相器的性能分析是通过在完全校准的技术计算机辅助设计（TCAD）模拟中进行三维工艺模拟完成的，该模拟基于玻尔兹曼输运方程和泊松方程的自洽求解，并包含量子和迁移率修正项。我们的研究结果表明，在1纳米技术节点下，与s - NSH反相器相比，CFET反相器取...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于硅纳米片CMOS逆变器架构的研究虽然聚焦于半导体制程技术，但其底层创新对我们的核心产品具有重要的间接价值。需要明确的是，论文中的"inverter"指的是数字逻辑电路中的反相器，而非我们的光伏逆变器产品，但其技术突破对我们的功率电子控制系统具有战略意义。 该研究展...

Ying Li · Jialong Lin · Chengyi Tian · Xinwei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

我们首次展示了一种高性能的 CuCrO₂/β - 氧化镓（β - Ga₂O₃） p - n 异质结二极管（HJD），其具有高击穿电压和低泄漏电流。在没有任何复合终端结构的情况下，CuCrO₂/β - Ga₂O₃ 异质结二极管实现了 1.46 kV 的高击穿电压，泄漏电流低至 10 μA/cm²，这比传统的 β - Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管（SBD）几乎提高了四倍。同时，该异质结二极管的开启电压为 1.62 V，比导通电阻相对较低，为 5.36 mΩ·cm²，功率品质因数（PFOM）达到 0....

解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项CuCrO2/β-Ga2O3异质结二极管技术展现出显著的战略价值。该器件实现了1.46 kV的高击穿电压和10 μA/cm²的超低漏电流，性能较传统肖特基势垒二极管提升近四倍，功率品质因数达到0.4 GW/cm²，这些参数直接契合我们在高功率光伏逆变器和储能变流器中对功...

Chenyu Liu · Bochang Li · Yibo Wang · Wenhui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究系统地研究了异质碳化硅基氧化镓（GaOSiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在单极正/负偏置应力（UPBS/UNBS）下的不稳定性。通过调整应力电压波形的关键参数，包括频率（f）、保持时间（$t_{\text {h}}$）、上升时间（$t_{\text {r}}$）和下降时间（$t_{\text {f}}$），在 UPBS 测量中观察到阈值电压（$V_{\text {T}}$）随循环次数（$C_{n}$）呈现两阶段偏移。UPBS 引起的正 $V_{\text {T...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ga₂O₃-on-SiC MOSFET器件可靠性的研究具有重要的前瞻性价值。该研究系统揭示了异质结构功率器件在单极性偏置应力下的阈值电压漂移机制，这对我们开发下一代高效光伏逆变器和储能变流器至关重要。 Ga₂O₃/SiC异质结构结合了氧化镓的超宽禁带特性（约4.8...

Atanu Purkayastha · Arun Tej Mallajosyula · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月

本研究聚焦于无铅卤素钙钛矿太阳能电池的设计与开发。通过引入不同量的碘化苯乙铵（PEAI），制备了三维及二维/三维混合维度锡基钙钛矿器件，在15% PEAI浓度下获得最高11.03%的光电转换效率，并提升了器件稳定性。基于实测参数，采用Silvaco 2D TCAD软件模拟了相同材料体系在单面与双面结构下的性能。当后电极分别为银和氧化铟锡时，单面结构效率达17.94%和12.79%；双面结构在AM1.5G 1太阳光照下效率达26.55%。此外，雪地反照率使效率较单面结构提升38.85%，而土壤、海...

解读: 该锡基钙钛矿双面电池技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品线具有重要应用价值。研究中双面结构在高反照率环境下效率提升38.85%，为逆变器MPPT算法优化提供新方向：需针对双面组件开发独立的前后表面功率追踪策略，适配不同地表反照率场景。无铅锡基材料的稳定性提升与双面发电特性，可推动SG逆变器在雪地、沙...

Himangshu Lahkar · Anurag Medhi · Deepjyoti Deb · Ratul Kr. Baruah · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0

MOS器件中的界面陷阱可靠性是半导体器件领域中一个重要的关注点。随着具有微缩尺寸的新器件结构的出现，引入能够预测界面陷阱可靠性的方法变得尤为关键。本文通过统计变异性方法，研究了界面陷阱对隧穿场效应晶体管（TFET）低功耗性能的影响。隧穿场效应晶体管（TFET）依靠量子力学隧穿机制工作，已成为低功耗应用中有前景的器件。界面陷阱是位于半导体-氧化物界面处的能量局域态，能够捕获载流子，从而影响器件的低功耗性能。根据其在能带隙中的位置，这些陷阱可分为受主型或施主型。本文研究了这些陷阱对绝缘体上硅（SOI...

解读: 该界面陷阱可靠性统计分析方法对阳光电源SiC/GaN功率器件应用具有重要参考价值。TFET低功耗特性与电动汽车驱动系统OBC充电模块、ST系列PCS储能变流器的待机损耗优化需求高度契合。文中界面陷阱对阈值电压和开关电流的影响机制,可指导三电平拓扑中SiC MOSFET的栅极氧化层可靠性设计,通过TC...

Jiacheng Sun · Haoran Lu · Yu Liu · Wanyue Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

翻转场效应晶体管（FFET）是一种新型自对准双面堆叠晶体管结构，但其垂直堆叠特性导致前后器件间存在静电耦合。本文通过TCAD仿真从器件和电路层面系统研究了该耦合效应。结果显示，阈值电压偏移可达135 mV，亚阈值摆幅退化达235 mV/dec，反相器延迟变化高达4.41%，严重影响电路性能。为此，提出一种中间介质隔离（MDI）技术，可有效屏蔽跨侧电场，显著抑制耦合效应。结合Pi栅、Ω栅和全环绕栅等栅结构优化，阈值电压偏移可低至0.12 mV，为FFET的实用化奠定基础。

解读: 该FFET静电耦合抑制技术对阳光电源功率器件设计具有重要借鉴价值。文中提出的中间介质隔离（MDI）技术与多物理场耦合抑制策略，可直接应用于SiC/GaN功率模块的三维集成封装设计，有效解决ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中功率器件垂直堆叠时的寄生耦合问题。通过优化栅极结构和介质隔离层设计，可将...

Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian · Monikuntala Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

本文首次通过实验研究了最新商用 1.2 千伏碳化硅（SiC）平面栅、增强型对称沟槽和非对称沟槽结构金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的体二极管可靠性。所提出的测试平台通过重复脉冲电流模式，可在合理的热限制内实现大电流测试。实验结果揭示了大面积 1.2 千伏商用 SiC MOSFET 存在双极退化风险。对退化现象和机制进行了表征与分析，包括由衬底产生的基面位错（BPD）导致的第一象限和第三象限特性退化，以及由制造工艺产生的 BPD 导致的第三象限膝点电压（$V_{\text{on}}$）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1.2kV SiC MOSFET体二极管可靠性的研究具有重要的战略意义。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和全生命周期成本。 该研究揭示的双极退化风险对我们的产品设计具有重要警示作用。在实际应用中，逆变器和储能...

Chaobiao Lin · Ling Hong · Ding Wu · Na Ren 等5人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227

本文对1.2-kV平面碳化硅（SiC）MOSFET进行了重复非钳位感性开关（UIS）应力实验，施加了不同的关断态栅极电压偏置（Vgs-off = 0 V/−5 V/−10 V），并观察了不同条件下导通电阻（Ron）和阈值电压（Vth）的演变情况。研究发现，在Vgs-off为−5 V和−10 V的条件下，Ron增大，Vth发生负向漂移。为探究Ron退化机制，开展了失效分析。扫描电子束观测结果证实，在UIS应力过程中，芯片上表面发生了铝（Al）熔融现象。关于Vth漂移，将器件所承受的重复UIS应力解...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET在UIS应力下的阈值电压漂移机制，对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性设计具有重要指导意义。研究发现负栅压会加剧热空穴注入导致阈值负漂，建议在PowerTitan等大功率储能系统中优化关断时栅极驱动策略，采用0V或小负压关断以延长SiC器件寿命。同时可结...

Tieying Zhang · Peng Cui · Xin Luo · Siheng Chen 等11人 · Solid-State Electronics · 2025年2月 · Vol.224

摘要 本研究探讨了不同帽层对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）电学特性的影响。通过对比制备的具有GaN和AlN帽层的AlGaN/GaN HEMTs，发现AlN帽层由于其优异的钝化效果和极化效应，能够提高二维电子气（2DEG）密度，从而获得更高的饱和电流，并使击穿电压从615 V（GaN帽层）提升至895 V（AlN帽层）。Sentaurus TCAD仿真结果验证了上述实验发现，表明AlN帽层器件中形成了更深的三角形量子势阱，导致2DEG电子密度达到1.19 × 10^13 cm^...

解读: 该AlN帽层GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究显示AlN帽层可将击穿电压提升至895V，梯度帽层结构更达1308V，2DEG密度提升28%。这为我司SG系列光伏逆变器、ST储能PCS及充电桩的GaN功率模块设计提供优化方向：通过改进帽层结构可提升器件耐压等级和导通性能，支持...

Ran Ye · Jiaojing Bian · Hao Luo · Qiao Kang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

基于0.18微米工艺节点的绝缘体上硅（SOI）双极互补金属氧化物半导体 - 双扩散金属氧化物半导体（BCD）技术因其卓越的特性在汽车应用中广受欢迎。在实际的集成电路中，为了平衡性能和芯片面积，器件通常会紧密排列。对于p型横向双扩散金属氧化物半导体（pLDMOS）而言，无论采用何种布局配置，其漏极和源极均会施加高电压。如此一来，如果功率器件与pLDMOS相邻，施加在pLDMOS上的高电压将对功率器件的特性产生不可预测的影响。在本研究中，针对汽车应用，全面研究了这种相邻高电压在室温（25°C）和高温...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SOI BCD工艺中功率器件邻近高压影响的研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，功率半导体器件的可靠性直接影响系统效率和使用寿命，而该研究揭示的邻近高压效应正是高功率密度设计中的关键挑战。 该论文系统分析了pLDMOS器件在不同布局配置...

Shrestha Bhattachary · Ashutosh Pande · Shahnawaz Alam · Silajit Manna 等7人 · Solar Energy · 2025年10月 · Vol.299

摘要 本文通过详细的模拟研究，探讨了n型单晶硅晶圆电阻率（掺杂浓度）变化对硅异质结（SHJ）太阳能电池功率转换效率（PCE）的影响。首先，为了基于晶圆电阻率识别由复合引起的损耗机制，分析了有效少数载流子寿命（τ_eff）。结果表明，在最大功率点（MPP）工作条件下，τ_eff 受晶圆中掺杂密度的显著影响。在电阻率约为0.8至4.5 Ω·cm的范围内，SRH复合基本保持不变（τ_SRH ≈ 7 ms），而俄歇复合在低电阻率晶圆中明显增强（τ_Aug 从约7 ms增加至约4 ms）。低电阻率晶圆还对...

解读: 该硅异质结电池载流子动力学研究对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要价值。研究揭示低阻硅片可将电池效率从21.8%提升至23.4%,通过优化内建电势和降低接触电阻实现。这为逆变器MPPT算法优化提供理论依据:针对高效SHJ组件的更高工作电压(639mV)和填充因子(85%)特性,可改进1500V系统的...

Christoph H. van der Broeck · Dennis Bura · Luis Camurca · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月

本研究提出了一种用于预测电力电子半桥中碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）和氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）开关瞬态的简单且具有物理洞察力的模型。所提出的模型具有混合结构：它将基于人工神经网络（ANN）的器件电流和电容预测与代表开关单元和栅极驱动电路主要寄生参数的状态空间模型相结合。基于人工神经网络的器件模型有助于以简单的模型结构来表征不同的器件，这一点通过碳化硅MOSFET和氮化镓HEMT得到了验证。该状态空间模型是基于开关单元的最新模型方程推...

解读: 该开关建模技术对阳光电源的高频化产品设计具有重要指导意义。模型可直接应用于SG350HX等1500V大功率光伏逆变器和PowerTitan储能变流器的SiC器件优化设计，提升开关频率和功率密度。通过准确预测开关损耗和EMI特性，可优化驱动电路和散热设计，提高产品可靠性。对车载OBC等对功率密度要求高...

Kaiyuan Zhao · Huolin Huang · Luqiao Yin · Aiying Guo 等7人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年12月 · Vol.73

本文提出一种物理基础P-GaN栅HEMT紧凑模型，首次实现栅电荷Qg与栅-漏电压VD的显式关联，并精确分解Cgg为Cgs与Cgd，支撑E-mode GaN器件在高频高效率变换器中的精准建模与SPICE仿真。

解读: 该模型显著提升GaN器件在高频光伏逆变器（如SG320HX组串式逆变器）和储能变流器（ST系列PCS）中的动态特性建模精度，尤其利于优化开关损耗、dv/dt抑制及EMI预测。阳光电源可基于此模型加速GaN基高效拓扑（如图腾柱PFC、双向LLC）在户用光储系统中的工程落地，并为PowerTitan下一...