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美科学家新方法让氮化镓功率承受能力提升十倍

上网日期: 2011年02月18日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:氮化镓? 高功率电子组件? 击穿电压? GaN?

氮化镓(Gallium nitride, GaN)被视为制作高功率电子组件的新一代材料,但到目前为止该材料都受到约略高于250V的击穿电压(breakdown)所苦;美国北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员表示,他们已经找到一种方法可将氮化镓组件击穿电压提升至1,650V,并因此可让其功率承受能力(power handling)提升十倍。

具备高功率承受能力的氮化镓组件将可适用许多新兴领域,包括智能电网(smart-grid)与电动车。北卡罗来纳州立大学教授Jay Baliga表示,他们是沿着氮化镓组件的终端电极(termination electrode)植入中性物种(neutral species)——氩(argon),其电场(electrical fields)就会被散布开来,并因此避免崩溃电压过早发生(参考下图)。Baliga是与该校在读博士生Merve Ozbek合作进行以上研究。

美科学家利用氩离子植入将氮化镓组件击穿电压升至1,650V(电子工程专辑)
研究人员利用在氮化镓组件的终端电极进行离子植入(绿色部分),将该类组件的击穿电压从300V提升至1,650V

“高压功率组件的最大问题,是其边缘会过早出现击穿电压;我们为氮化镓组件开发出一种新的平面式(planar)边缘终端电极技术,利用氩离子植入在组件边缘制作一片薄薄的非晶层,达到近乎理想化的平面化平行击穿电压。”Ozbek表示:“植入物在二极管组件边缘的表面形成了薄薄的高电阻区域,有助于分散组件边缘表面的电位(potential),并降低电场。”

研究人员是以氮化镓制作肖特基二极管来测试新研发的技术,并将其击穿电压成功地提升到1,650V、近乎原来的七倍;因此也让该氮化镓组件的电阻率降低了100倍,让其功率承受能力增强了十倍。

翻译:Judith Cheng

点击进入参考原文:Gallium nitride boosted into high-power realm


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