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基于55 nm BCD平台的超级分栅LDMOS器件实现优化RSP与79.5% QGD降低，适用于高频xPU电源
Super Split-Gate LDMOS With Optimized RSP and 79.5% QGD Decrease on 55-nm BCD Platform for High-Frequency xPU Power Supply
Dingxiang Ma · Ming Qiao · Yangjie Liao · Yixun Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文提出了一种基于55纳米BCD平台的超级分裂栅横向双扩散金属氧化物半导体（SSG LDMOS）器件，旨在克服击穿电压（BV）、比导通电阻（$R_{SP}$）和栅漏电荷（$Q_{GD}$）之间的折衷关系，同时满足高频功率片上系统（PwrSoC）应用的需求。该器件采用极短的栅极1以实现极低的$Q_{GD}$，并采用偏置的栅极2以实现低$R_{SP}$。测量数据证实，对于7 - 16伏的低压器件，$R_{SP}$和BV之间实现了最优折衷。值得注意的是，与传统的低$C_{GD}$ LDMOS相比，16...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于55纳米BCD平台的超级分栅LDMOS技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的双栅极结构，实现了击穿电压、导通电阻和栅漏电荷之间的优化平衡，这直接契合我们在光伏逆变器和储能变流器领域对高频、高效功率器件的迫切需求。 该器件在16V应用场景下实现79.5%的栅漏电荷...
4H-SiC电荷平衡浮动结势垒肖特基二极管的高Baliga品质因数验证
Demonstration of 4H-SiC Charge Balance Floating Junction Barrier Schottky Diode With High Baliga Figure of Merit
Jingyu Li · Qingwen Song · Hao Yuan · Fengyu Du 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
降低比导通电阻（Ron,sp）和提高击穿电压（BV）是碳化硅（SiC）功率器件的主要目标。本文基于电荷平衡理论建立了多层浮空结器件模型，并通过实验验证了一种优化的4H - SiC浮空结肖特基势垒二极管（CB - FJJBS）。利用电荷平衡理论，该器件实现了更均衡的电场（EF）分布，从而改善了其击穿特性。值得注意的是，该器件的巴利加优值（BFOM，即4V<sup>2</sup>/Ron,sp）达到12.1GW/cm²，比导通电阻（Ron,sp）为4.9mΩ·cm²，击穿电压（BV）为3.85kV，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项4H-SiC电荷平衡浮结势垒肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了12.1 GW/cm²的Baliga品质因数，导通电阻仅4.9 mΩ·cm²，击穿电压达3.85 kV，这些指标直接关系到我们核心产品的性能提升空间。 在光伏逆变器应用中，该技术的低导通电阻特...
一种采用N型埋层提高电学性能的新型4H-SiC分裂栅CIMOSFET
A Novel 4H-SiC Split-Gate CIMOSFET With Improved Electrical Performance Using N-Type Buried Layer
Fei Xie · Yonghao Dong · Fa Li · Jiaxing Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月
本文提出了一种具有阶梯中心注入（CI）区的两层导电分裂栅 MOSFET（TCSG - CIMOSFET），该器件可提高栅氧化层可靠性并降低栅 - 漏电容（$C_{gd}$）。P 型阶梯 CI 区通过降低最大氧化层电场（$E_{ox}$）来提高器件栅氧化层的可靠性。由于减小了栅 - 漏重叠区域，TCSG - CIMOSFET 的$C_{gd}$较低。此外，TCSG - CIMOSFET 采用了电导调制技术，该技术可增加沟道载流子浓度，从而降低比导通电阻（$R_{on,sp}$）。在 TCAD 仿真...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的分栅CIMOSFET创新技术具有重要的战略价值。该技术通过引入N型埋层和阶梯式中央注入区，在器件性能上实现了多维度突破，与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在技术指标层面，该器件将栅氧化层电场强度降低50%，这直接提升了功率器件的...
增强型氮化镓单片双向开关，击穿电压超过3.3 kV
Enhancement-Mode GaN Monolithic Bidirectional Switch With Breakdown Voltage Over 3.3 kV
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
本研究展示了一种氮化镓（GaN）增强型单片双向开关（MBDS），其在两种极性下的击穿电压（BV）均高于3.3 kV。该MBDS是在蓝宝石衬底上的双p - GaN栅高电子迁移率晶体管（HEMT）平台上实现的。它采用了一种新颖的双结终端扩展设计来进行电场管理，该设计基于栅极堆叠中的p - GaN层构建，无需外延再生长。这款GaN MBDS在两个方向上均呈现出对称的导通状态特性，阈值电压（$V_{\text {th}}$）为0.6 V，比导通电阻（$R_{\text {on,sp}}$）低至5.6 m...
解读: 从阳光电源中压电力电子产品线的战略角度看，这项3.3kV氮化镓单片双向开关技术具有显著的应用价值。该器件突破了传统双向开关由两个分立器件背靠背组成的架构限制，在双向导通时实现了5.6 mΩ·cm²的超低导通电阻，这一指标已优于分立方案的理论极限，对提升系统效率和功率密度具有实质意义。 在光伏逆变器...
具有氦注入边缘终端的3.0 kV β-Ga2O3基垂直p-n异质结二极管
3.0 kV β-Ga2O3-Based Vertical p-n Heterojunction Diodes With Helium-Implanted Edge Termination
Jiajun Han · Na Sun · Xinyi Pei · Rui Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
我们展示了垂直结构的NiO/β -Ga₂O₃ p - n异质结二极管（HJDs），其击穿电压（VBR）高达3000 V，比导通电阻（Ron,sp）低至3.12 mΩ·cm²，由此得到的巴利加品质因数（FOM）为2.88 GW/cm²。具体而言，引入了一种通过注入轻质量氦原子形成的高效低损伤边缘终端（ET），以抑制HJDs p - n结处的高电场，从而将器件的VBR从1330 V提高到3000 V。对反向泄漏机制进行了拟合和分析，揭示了氦注入器件中不同的击穿机制。仿真结果证实，氦注入边缘终端能够有...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3材料的3 kV垂直p-n异质结二极管技术具有重要的战略意义。该器件实现了3000V击穿电压和3.12 mΩ·cm²的超低导通电阻，其2.88 GW/cm²的Baliga品质因数远超传统硅基器件，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、高功率密度目...
1200 V 全垂直式硅基氮化镓功率MOSFET
1200 V Fully-Vertical GaN-on-Si Power MOSFETs
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月
我们报道了采用氟离子注入终端（FIT - MOS）的 1200 V 全垂直氮化镓（GaN）基硅沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。带有负固定电荷的 FIT 区域具有高电阻特性，可自然隔离分立器件，取代了传统的台面蚀刻终端（MET），消除了台面边缘的电场集中效应，从而使 FIT - MOS 的击穿电压从 MET - MOS 的 567 V 提升至 1277 V。此外，所制备的 FIT - MOS 的阈值电压（<inline - formula xmlns:mml="http://ww...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V全垂直GaN-on-Si功率MOSFET技术具有重要的战略价值。该技术通过氟离子注入终端（FIT）工艺，将击穿电压从传统台面刻蚀方案的567V大幅提升至1277V，这一突破为我们在光伏逆变器和储能系统中采用GaN器件开辟了新路径。 对于阳光电源的核心产品线，...
性能均衡的4H-SiC JBSFET：集成JBS二极管与VDMOSFET特性以实现可靠的1700V应用
Well-balanced 4H-SiC JBSFET: Integrating JBS diode and VDMOSFET characteristics for reliable 1700V applications
Chia-Lung Hung · Yi-Kai Hsiao · Jing-Neng Yao · Hao-Chung Kuo · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.226
摘要 由于具有更高的击穿电场和热导率，碳化硅（SiC）功率器件适用于高电压和高温应用。近年来，许多SiC肖特基势垒二极管（SBD）和垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOSFET）已实现商业化生产。与硅基绝缘栅双极型晶体管（Si-IGBT）相比，SiC VDMOSFET固有的体二极管也可用作电感开关电源电路中的续流二极管，从而无需额外封装的二极管，这有助于降低成本并减小整体封装尺寸。然而，当作为续流二极管使用时，SiC VDMOSFET体二极管的双极载流子导通特性和少数载流子注入机制会...
解读: 该JBSFET技术对阳光电源具有重要应用价值。通过将JBS二极管与VDMOSFET单片集成,实现了5.2mΩ-cm²低导通电阻和快速反向恢复特性,可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的三电平拓扑中,省去外置续流二极管,降低封装成本和体积。其1700V耐压等级和优异温度特性,特别适合电动...
首次实验证明采用TiNxOy电阻场板的p-GaN HEMT器件实现BV与Ron的同时提升
First Experimental Demonstration of TiNxOy Resistive Field Plate on p-GaN HEMTs With Simultaneously Enhanced BV and Ron
Zhuocheng Wang · Wanjun Chen · Fangzhou Wang · Cheng Yu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究展示了采用电阻场板（RFP）的 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT），该晶体管可同时改善导通态和关断态性能。RFP - HEMT 的特点是具有高电阻率的氮氧化钛（TiNₓOᵧ）电阻钝化层，该层从源极向漏极延伸。由于表面电场（E 场）调制效应和二维电子气（2 - DEG）增强效应，所设计的 RFP - HEMT 不仅在阻断状态下实现了更高的击穿电压（BV），而且在导通状态下实现了更低的导通电阻（$R_{\text {on}}$）。与传统的绝缘钝化器件相比，栅极 - 漏极间距为 20...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于TiNxOy电阻场板的p-GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的电阻钝化层设计，突破了传统功率器件击穿电压与导通电阻之间的权衡限制，实现了1860V击穿电压提升111%的同时，导通电阻降低25%，功率优值(BFOM)提升近5倍，这对我们的光伏逆变器...
耐受1.27 GW/cm²反向阻断的E型GaN-Si(100)单片异质集成级联开关
1.27 GW/cm² Reverse Blocking E-Mode GaN-Si(100) Monolithic Heterogeneous Integration Cascode Switch With Ultralow Turn-On Voltage and Dynamic RON
Yutong Fan · Weihang Zhang · Yachao Zhang · Yinhe Wu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
在本文中，展示了一种在具有氮化铝（AlN）缓冲层的碳化硅（SiC）衬底上实现的具有反向阻断兼容性的增强型（E - Mode）氮化镓 - 硅（GaN - Si(100)）单片异质集成共源共栅开关（RBMHIC - 开关）。栅漏间距（LGD）小于 22 微米的 RBMHIC - 开关的阈值电压（VTH）为 2.64 V，正向栅极电压摆幅达 16.27 V，导通电压（VON）为 0.3 V，在 - 2000 V 时反向漏电流（IR）极低，仅为 3.5×10⁻⁴ mA/mm。该开关实现了 2264 V ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-Si异质集成反向阻断开关技术具有显著的战略价值。该器件实现了1.27 GW/cm²的功率品质因数，这一指标直接关系到我们光伏逆变器和储能变流器的功率密度提升潜力。 该技术的核心优势在于三个方面与我们的产品需求高度契合：首先，2200V级的双向阻断能力配合极低的...
通过多外延生长与沟道注入技术实现高性能0.17-mΩ⋅cm²/800-V 4H-SiC超级结肖特基二极管
Demonstration of High-Performance 0.17-mΩ⋅cm²/800-V 4H-SiC Super-Junction Schottky Diodes via Multiepitaxial Growth and Channeled Implantation Techniques
Fengyu Du · Haobo Kang · Hao Yuan · Boyi Bai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本文展示了利用沟道注入和双外延生长技术制备高性能 4H - 碳化硅（SiC）超结（SJ）肖特基二极管的过程。这些二极管具有厚度为<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">$4.5 - \mu $ </tex - math></inline - formula>m 的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项4H-SiC超结肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了0.17 mΩ·cm²的超低导通电阻和800V耐压等级，其巴利加品质因数(BFOM)达到3.76 GW/cm²，突破了传统4H-SiC材料的一维理论极限，这对我司光伏逆变器和储能变流器的功率密度提升具有直接...