宽禁带半导体器件对比(4)

2021-02-21 14:53

图1 基本的SiC MESFET

由表3可知,由于近年来采用高阻衬底及亚微米栅技术,使得MESFET的工作频率迅速上升。对于具有同一尺寸的4H-MESFET采用导电衬底及高阻衬底可分别获得fmax=25GHz及fmax=42GHz的高频功率器件。相应的参数为:LG=0.5μm;沟道掺杂为5×1017cm-3;n+掺杂大于1019cm-3。

2.3 其它SiC器件

除了以上所述的SiC器件以外还有一些其它的SiC器件,如晶闸管器件、双极晶体管器件。相对于MOSFET而言,SiC晶闸管更适合于高电流、高电压及高温条件下工作,而且不需要SiC栅氧化等一系列高难度工艺。理论表明,SiC晶闸管可以在超高压(5~10keV)、超高电流范围内应用。目前K.Xie等人研制出来一种高电流晶闸管,电流密度可达5200mA/cm2,关断时间小于100ns,工作温度可在300℃以上。

相对于其它SiC器件而言,SiC双极晶体管的研究比较少一些。SiC双极晶体管的增益比较低,一般为10左右。这主要是由于基区的载流子寿命较短以及扩散系数较低所致,采用异质结(HBT)可适当改善这一问题。目前的SiC HBT的截止频率可达31GHz以上,电流密度可达

230000A/cm,比AlGaAs/GaAs器件的电流能力大2倍以上;即使在450℃

时其功率增益仍可达常温时的50%,而AlGaAs/GaAs在此温度下早已失效。

3 金刚石功率器件

金刚石作为一种半导体材料,除了具有最高的硬度以外,它还具有大的禁带宽度、高的击穿电场、低的介电常数以及最高的热导率,其性能远远超过Si及其它宽禁带半导体材料,因此有人预言金刚石半导体器件将成为二十一世纪电子器件的主流。预计到2000年,金刚石的市场贸


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