宽禁带半导体电力电子器件前景展望高勇（西安卫光科技有限公司，西安７１００６５）摘要：Ｓｉ基半导体器件的性能参数已经接近理论极限，不可能再有很大的发展。宽禁带半导体电力电子器件的关键技术参数（工作电压、电流密度、工作温度和开关速度）比Ｓｉ器件有突破性的提高，已经进入商业化应用阶段，具有十分广阔的发展前景。加强宽禁带半导体电力电子器件的研发，尽早实现产业化，发挥其节能减排的社会效益，对于国家的可持续发展、国防安全和国际地位都具有重要意义。关键词：宽禁带；半导体；电力电子器件；碳化硅，氮化镓中图分类号：ＴＮ３１３４；ＴＮ３２３４文献标识码：Ａ文章编号：１００３３５３Ｘ（２０１０）增刊００５９０３ＯｕｔｌｏｏｋｏｆＷｉｄｅＢａｎｄｇａｐＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓＧａｏＹｏｎｇ（Ｘｉ’ａｎＷｅｉｇｕａｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｄｅｖｉｃｅｓｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｉｍｉｔ，ａｎｄｇｒｅａｔｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓｉｍｐｏｓｓｉｂｌｅＣｏｍｐａｒｅｄｔｏｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｄｅｖｉｃｅ，ｃｒｉｔｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ，ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｐｅｅｄ）ｏｆｗｉｄｅｂａｎｄｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓａｒｅｍｕｃｈｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄＴｈｅｓｅｄｅｖｉｃｅｓｈａｖｅｅｎｔｅｒｅｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｕｓｉｎｇａｌｒｅａｄｙ．ＴｈｅｉｒｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｓｖｅｒｙｗｉｄｅＳｐｅｅｄｉｎｇｕｐｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｏｎｗｉｄｅｂａｎｄｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇｉｔｓｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｓｓｏｏｎａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ，ａｃｔｕａｌｉｚｉｎｇｉｔｓｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｏｆｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｐｏｌｌｕｔａｎｔｖｅｎｔｉｎｇ，ａｒｅｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｆｏｒｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ’ｓｃｏｎｔｉｎｕａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｐｏｓｉｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｄｅｂａｎｄｇａｐ；ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅ；ＳｉＣ；ＧａＮＥＥＡＣＣ：２５６０Ｐ０引言随着电力电子技术应用的不断发展，对电力电子器件的性能指标和可靠性的要求也日益苛刻。具体而言，要求电力电子器件具有更大的电流密度、更高的工作温度、更强的散热能力、更高的工作电压、更低的导通压降和更快的开关时间；对于航天和军事应用而言，还要有更强的抗辐照能力。特别是对于航天、航空、舰船、输变电、机车、装甲车辆等使用条件恶劣的应用领域，以上要求更为迫切。目前广泛采用的Ｓｉ电力电子开关器件经过近６０年的发展，性能已经趋近其理论极限，难以再有很大幅度的提升，即将成为制约未来电力电子技术进一步发展的瓶颈之一。要使其性能和可靠性有根本性的突破，必须在基础材料上另辟蹊径。自２０世纪９０年代以来，经过许多研究者的不懈努力，宽禁带半导体材料逐渐展现出无比诱人的前景。１宽禁带电力电子器件的优越性ＳｉＣ，ＧａＮ，ＡｌＮ以及ＡｌＧａＮ等宽禁带半导体材料受到了愈来愈多的关注，成为新材料、新器件研究的热点。随着研究的深入，宽禁带半导体材料展现出一系列让Ｇｅ，Ｓｉ和ＧａＡｓ等传统半导体材料望尘莫及的优点。櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶ｄｏｉ：１０３９...
