1、功率半導(dǎo)體材料技術(shù)演變
功率半導(dǎo)體器件離不開(kāi)材料的支撐。半導(dǎo)體材料從40年代起到現(xiàn)在,主要經(jīng)歷了三代:第一代是元素半導(dǎo)體,主要材料為鍺(Ge)、硅(Si);第二代是化合物半導(dǎo)體,主要材料為砷化鎵(GaAs)、硫化錫(InP);第三代為寬禁帶半導(dǎo)體,主要材料為碳化硅(SiC)、氮化嫁(GaN),其擁有更寬的禁帶、更高的臨界擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率,因此特別適合高壓、高溫和高頻應(yīng)用。第二代化合物半導(dǎo)體主要用在微波射頻方面,大功率半導(dǎo)體用的材料主要是第一代和第三代。
2、功率半導(dǎo)體技術(shù)演變
功率半導(dǎo)體器件自40年代在美國(guó)發(fā)明以來(lái),其技術(shù)演變也經(jīng)歷了三代:第一代包括鍺管、硅二極管和晶閘管,以硅基晶閘管為代表,主要特征是半控性,只能控制導(dǎo)通,不能自主關(guān)斷;第二代主要以硅材料為主,包括MOSFET、GTO、IGBT和IGCT,最主要特點(diǎn)是不僅可以控制開(kāi)通,而且有自主關(guān)斷能力,可以實(shí)現(xiàn)自由開(kāi)關(guān),且頻率更高;第三代半導(dǎo)體,以寬禁帶材料為主,包括SiC、GaN材料等,SiC材料和器件雖然上世紀(jì)八十年代就開(kāi)始有研究,但真正的快速發(fā)展還是在2000年以后,目前雖有SiC SBD和MOSFET產(chǎn)品,但技術(shù)尚未成熟。