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硅纳米管和纳米线场效应晶体管的模拟和比较 被引量:1
1
作者 朱兆旻 张存 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第4期209-213,235,共6页
从硅纳米管和纳米线场效应晶体管的结构出发,先用Silvaco公司的TCAD仿真软件模拟出硅纳米管和纳米线的电势分布,然后根据电势分布依次求出两种器件的有效哈密顿量、非平衡格林函数及自能函数和电子浓度,再从电子浓度推导出电流密度与电... 从硅纳米管和纳米线场效应晶体管的结构出发,先用Silvaco公司的TCAD仿真软件模拟出硅纳米管和纳米线的电势分布,然后根据电势分布依次求出两种器件的有效哈密顿量、非平衡格林函数及自能函数和电子浓度,再从电子浓度推导出电流密度与电压方程,并对其进行了分析比较。仿真结果显示,在沟道横截面积相同的情况下,纳米管器件的阈值电压比纳米线器件的高,且随管内外径之差的增加而减小。栅压比较大的情况下,在饱和区纳米管器件比纳米线器件能提供更大的驱动电流。两者在亚阈值区域表现相似,亚阈值摆幅分别为58和57 mV/dec。纳米管器件的饱和电压比纳米线器件的略小,在饱和区纳米管器件的电流更加平直,短沟道效应更不明显。 展开更多
关键词 纳米管 纳米线 非平衡格林函数 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 器件建模
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新一代功率半导体β-Ga2O3器件进展与展望 被引量:3
2
作者 刁华彬 杨凯 +1 位作者 赵超 罗军 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第11期875-887,901,共14页
Ga2O3是一种新兴的超宽禁带半导体材料,具有超宽带隙4.8 eV、超高理论击穿电场8 MV/cm以及超高的Baliga品质因数等优良特性,作为下一代高功率器件材料其越来越受到人们的关注。首先,回顾了宽禁带半导体材料β-Ga2O3的基本性质,包括β-Ga... Ga2O3是一种新兴的超宽禁带半导体材料,具有超宽带隙4.8 eV、超高理论击穿电场8 MV/cm以及超高的Baliga品质因数等优良特性,作为下一代高功率器件材料其越来越受到人们的关注。首先,回顾了宽禁带半导体材料β-Ga2O3的基本性质,包括β-Ga2O3的晶体结构和电学性质,简述了基于β-Ga2O3制造的功率器件,主要包括肖特基势垒二极管(SBD)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)。总结回顾了β-Ga2O3SBD和MOSFET近年来的研究进展,比较了不同结构器件的特性,并分析了目前β-Ga2O3功率器件存在的问题。分析表明,β-Ga2O3用于高功率和高压电子器件具有巨大潜力。 展开更多
关键词 β-Ga2O3 超宽禁带半导体 功率器件 肖特基势垒二极管(SBD) 金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)
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大功率半导体技术现状及其进展 被引量:14
3
作者 刘国友 王彦刚 +3 位作者 李想 Arthur SU 李孔竞 杨松霖 《机车电传动》 北大核心 2021年第5期1-11,共11页
介绍了现代硅基大功率半导体器件的历史演变和新型器件结构的研究进展,以及宽禁带半导体材料和器件的现状;阐述了国内大功率半导体器件在轨道交通、直流输电和新能源汽车等领域的研发进展和应用现状;最后讨论了大功率半导体技术面临的... 介绍了现代硅基大功率半导体器件的历史演变和新型器件结构的研究进展,以及宽禁带半导体材料和器件的现状;阐述了国内大功率半导体器件在轨道交通、直流输电和新能源汽车等领域的研发进展和应用现状;最后讨论了大功率半导体技术面临的技术挑战和发展趋势。 展开更多
关键词 功率半导体器件 硅材料 晶闸管 门极可关断晶闸管 集成门极换流晶闸管 绝缘栅双极晶体管 金属氧化物半导体场效应晶体管 宽禁带
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重离子源类别对SiC MOSFET单粒子效应的影响
4
作者 郝晓斌 贾云鹏 +4 位作者 周新田 胡冬青 吴郁 唐蕴 赵元富 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第5期625-632,共8页
SiC金属−氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为第三代航天器用半导体器件,在应用前须经过抗单粒子效应试验评估。文章探究重离子加速器恒定式和脉冲式束流源这两种不同类别的辐照源对SiC MOSFET单粒子效应的影响。试验结果表明两种束... SiC金属−氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为第三代航天器用半导体器件,在应用前须经过抗单粒子效应试验评估。文章探究重离子加速器恒定式和脉冲式束流源这两种不同类别的辐照源对SiC MOSFET单粒子效应的影响。试验结果表明两种束流源对SiC MOSFET漏电退化影响不同。采用TCAD对SiC MOSFET单粒子效应进行仿真的结果显示,当2个离子在相差100 ps的间隔时间内轰击器件时,离子间会发生相互作用,使得电场增强,对器件的栅氧化层造成损伤。尽管这种相互作用对器件发生单粒子烧毁的阈值电压无显著影响,但漏电退化现象有明显差异。研究结果可为SiC MOSFET的单粒子效应试验提供参考。 展开更多
关键词 SiC金属氧化物半导体场效应晶体管 功率器件 单粒子效应 重离子加速器 仿真研究 试验研究
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Sirenza优质LDMOS功率晶体管介绍
5
《电视技术》 北大核心 2007年第8期49-49,共1页
LDMOS是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET(lateral double—dif fused MOSFET)的简称。LDMOS制造工艺结合了硅双极晶体管制造工艺和砷化镓制造工艺。与标准MOS工艺不同的是,在器件封装上,LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层... LDMOS是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET(lateral double—dif fused MOSFET)的简称。LDMOS制造工艺结合了硅双极晶体管制造工艺和砷化镓制造工艺。与标准MOS工艺不同的是,在器件封装上,LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层,而是直接硬焊接在衬底上,导热性能得到较大改善,提高了器件的耐高温性,大大延长了器件寿命。 展开更多
关键词 LDMOS 功率晶体管 金属氧化物半导体场效应 优质 制造工艺 硅双极晶体管 器件封装 MOS工艺
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基于HTO的LDMOS器件结构及其热载流子注入退化研究
6
作者 邵红 李永顺 +2 位作者 宋亮 金华俊 张森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1582-1590,共9页
为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor field effect... 为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor field effect transistor,LDMOS)设计的重点和难点.本文介绍了一种基于高温氧化层(High Temperature Oxidation layer,HTO)结构的LDMOS,并对其热载流子注入退化机制进行了研究分析,利用高温氧化层结构改善了传统浅槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)结构中氧化物台阶嵌入半导体内部对器件热载流子注入造成的不利影响,提高器件可靠性,同时还缩短了器件导通情况下的电流路径长度,降低损耗.此外本文还提出了对P型体区的工艺优化方法,利用多晶硅作为高能量离子注入的掩蔽层,改善阱邻近效应对器件鲁棒性的影响,同时形成更深的冶金结,可以辅助漂移区杂质离子耗尽,降低漂移区表面电场,在不需要额外增加版次的情况下提高了器件击穿电压.最终得到的基于HTO结构的LDMOS击穿电压为43 V,比导通电阻为9.5 mΩ·mm^(2),线性区电流在10000 s之后的退化量仅为0.87%. 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物半导体场效应 热载流子注入 高温氧化 低损耗 高可靠性
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沟槽栅功率器件栅氧化膜特性的工艺研究
7
作者 雷海波 王飞 肖胜安 《集成电路应用》 2013年第11期20-24,共5页
本文分析了沟槽栅功率器件中对栅氧化膜特性造成影响的主要工艺因素,报告了一种获得高性能栅氧特性的方法,并且对栅氧化膜特性改善的机理进行了研究。对于厚度55nm的沟槽栅氧化膜,其正向偏置和反向偏置下的击穿电压都高于30伏特。
关键词 沟槽 VDMOS(垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管) 氧化膜特性
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一种基于LDMOS器件的小型化P波段功率放大模块 被引量:1
8
作者 苑小林 林川 +2 位作者 吴鹏 王建浩 王云燕 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期432-435,共4页
设计了一种基于LDMOS器件的功率放大模块。该模块采用高增益的SiGe HBT单片、高压LDMOS单片和大功率LDMOS器件的多级级联形式,实现长脉宽(15ms)、高占空比(33%)、高增益(48dB)以及大功率(200W)的设计要求;同时,该模块采用独特的两腔体... 设计了一种基于LDMOS器件的功率放大模块。该模块采用高增益的SiGe HBT单片、高压LDMOS单片和大功率LDMOS器件的多级级联形式,实现长脉宽(15ms)、高占空比(33%)、高增益(48dB)以及大功率(200W)的设计要求;同时,该模块采用独特的两腔体一体化结构设计,使整个模块的体积和重量缩小为相同性能水平产品的五分之一到十分之一。 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件 小型化 P波段 功率放大模块 长脉宽 高增益 大功率
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P波段450W硅LDMOS脉冲功率器件的研制 被引量:10
9
作者 王佃利 李相光 +5 位作者 严德圣 丁小明 刘洪军 钱伟 蒋幼泉 王因生 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期60-64,共5页
报道了P波段450 W硅LDMOS器件的研制结果。所研制器件采用沟槽技术实现背面源结构,采用场板技术提高击穿电压并降低栅漏电容,采用多晶硅金属硅化物结构降低栅阻。研制结果表明,在漏源工作电压36 V,脉宽20 ms,占空比35.7%的测试条件下,48... 报道了P波段450 W硅LDMOS器件的研制结果。所研制器件采用沟槽技术实现背面源结构,采用场板技术提高击穿电压并降低栅漏电容,采用多晶硅金属硅化物结构降低栅阻。研制结果表明,在漏源工作电压36 V,脉宽20 ms,占空比35.7%的测试条件下,485~606 MHz全带内输出功率达到450 W,增益大于18 dB,效率大于60%。 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 脉冲 背面源 场板 硅化钴
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硅LDMOS射频功率器件的发展历程与趋势 被引量:8
10
作者 王佃利 刘洪军 +4 位作者 吕勇 严德圣 盛国兴 王因生 蒋幼泉 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期141-146,173,共7页
从芯片结构的变化以及可靠性的提升角度简述了LDMOS射频功率器件的发展历程及趋势,给出了LD-MOS的最新研制结果。现在LDMOS射频功率器件在向高工作电压、高输出功率、高可靠以及脉冲应用等方向发展。
关键词 横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 射频 功率
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功率VDMOSFET单粒子效应研究 被引量:4
11
作者 段雪 郎秀兰 +6 位作者 刘英坤 董四华 崔占东 刘忠山 孙艳玲 胡顺欣 冯彬 《微纳电子技术》 CAS 2008年第10期573-576,共4页
阐述了空间辐射环境下n沟功率VDMOSFET发生单粒子栅穿(SEGR)和单粒子烧毁(SEB)的物理机理。研究了多层缓冲局部屏蔽抗单粒子辐射的功率VDMOSFET新结构及相应硅栅制作新工艺。通过对所研制的漏源击穿电压分别为65V和112V两种n沟功率VDMOS... 阐述了空间辐射环境下n沟功率VDMOSFET发生单粒子栅穿(SEGR)和单粒子烧毁(SEB)的物理机理。研究了多层缓冲局部屏蔽抗单粒子辐射的功率VDMOSFET新结构及相应硅栅制作新工艺。通过对所研制的漏源击穿电压分别为65V和112V两种n沟功率VDMOS-FET器件样品进行锎源252Cf单粒子模拟辐射实验,研究了新技术VDMOSFET的单粒子辐射敏感性。实验结果表明,两种器件样品在锎源单粒子模拟辐射实验中的漏源安全电压分别达到61V和110V,验证了新结构和新工艺在提高功率VDMOSFET抗单粒子效应方面的有效性。 展开更多
关键词 功率纵向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 单粒子栅穿 单粒子烧毁 缓冲屏蔽 锎源
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界面电荷位置对短沟道pMOS器件阈值电压的影响 被引量:2
12
作者 孙瑞泽 刘毅 +2 位作者 张准 贺威 曹建民 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期369-373,共5页
通过二维数值模拟的方法,研究了短沟道器件中不同位置的界面电荷对pMOS器件阈值电压的影响。把pMOS器件栅氧化层等分成不同的区域,随即可以在不同的区域设置不同的界面电荷,从而很好地模拟了器件界面电荷处于不同位置时阈值电压漂移的... 通过二维数值模拟的方法,研究了短沟道器件中不同位置的界面电荷对pMOS器件阈值电压的影响。把pMOS器件栅氧化层等分成不同的区域,随即可以在不同的区域设置不同的界面电荷,从而很好地模拟了器件界面电荷处于不同位置时阈值电压漂移的变化情况,并同时考虑了不同漏极偏置的影响;为了探究其变化机制,还提取和比较了一些特殊情况下器件的表面势。这些研究有助于明确器件哪些位置的界面电荷对阈值电压漂移影响更大,这对深刻理解带漏极偏置的负偏压温度不稳定性效应有一定的帮助和促进。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体场效应晶体管器件 负偏压温度不稳定性 器件模拟 界面电荷
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GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响 被引量:1
13
作者 梁海莲 董树荣 +2 位作者 顾晓峰 李明亮 韩雁 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期194-198,共5页
栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar... 栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。 展开更多
关键词 栅接地N型金属氧化物半导体场效应晶体管 静电放电 双极型-互补型金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺 叉指 金属布线 失效电流
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MOSFET中热载流子效应的计算、实验和模拟
14
作者 郑国祥 罗永坚 +3 位作者 杨文清 周思远 蒋蓁 宗祥福 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期182-191,共10页
亚微米 MOSFET的热载流子效应会引起器件的失效 ,文中分析了热载流子效应引起器件失效的机理和物理模型 ,对该效应的内部电场、衬底电流、阈值电压和跨导作了计算 ;使用知名的集成电路器件模拟软件 ATL AS模拟了该效应 ;并对实际 MOSFE... 亚微米 MOSFET的热载流子效应会引起器件的失效 ,文中分析了热载流子效应引起器件失效的机理和物理模型 ,对该效应的内部电场、衬底电流、阈值电压和跨导作了计算 ;使用知名的集成电路器件模拟软件 ATL AS模拟了该效应 ;并对实际 MOSFET作了 I- V特性曲线和跨导变化量随偏压时间变化的实验测试。理论分析、实验结果与模拟结果都符合得很好。为改善MOSFET热载流子效应而提出的 GOL D结构也获得很好的模拟结果。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体晶体管 器件失效 器件模拟 热载流子效应 GOLD结构 场效应晶体管
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一种200V/100A VDMOS器件开发 被引量:1
15
作者 焦世龙 翁长羽 晋虎 《电子与封装》 2010年第7期20-23,共4页
分析了功率MOSFET最大额定电流与导通电阻的关系,讨论了平面型中压大电流VDMOS器件设计中导通电阻、面积和开关损耗的折衷考虑,提出了圆弧形沟道布局以增大沟道宽度,以及栅氧下部分非沟道区域采用局域氧化技术以减小栅电容的方法,并据... 分析了功率MOSFET最大额定电流与导通电阻的关系,讨论了平面型中压大电流VDMOS器件设计中导通电阻、面积和开关损耗的折衷考虑,提出了圆弧形沟道布局以增大沟道宽度,以及栅氧下部分非沟道区域采用局域氧化技术以减小栅电容的方法,并据此设计了一种元胞结构。详细论述了器件制造过程中的关键工艺环节,包括栅氧化、光刻套准、多晶硅刻蚀、P阱推进等。流水所得VDMOS实测结果表明,该器件反向击穿特性良好,栅氧耐压达到本征击穿,阈值电压2.8V,导通电阻仅25mΩ,器件综合性能良好。 展开更多
关键词 功率器件 垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管 元胞
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功率集成器件及其兼容技术的发展 被引量:4
16
作者 乔明 袁柳 《电子与封装》 2021年第4期71-86,共16页
功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅... 功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、dV/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。 展开更多
关键词 功率集成器件 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 横向绝缘栅双极型晶体管 BCD工艺 兼容技术
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基于自动微分技术的器件模型参数提取算法
17
作者 程彬杰 邵志标 +2 位作者 王莉萍 于忠 唐天同 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期8-13,共6页
自动微分 (AD)技术以非标准分析为理论基础 ,是计算机数值计算领域中的一种很有前途的方法。文中提出了基于 AD技术的器件模型参数提取算法 ,在 Visual C+ +平台编制了模型参数提取程序 ,对所建立的基于表面势的 MOSFET模型进行了有约... 自动微分 (AD)技术以非标准分析为理论基础 ,是计算机数值计算领域中的一种很有前途的方法。文中提出了基于 AD技术的器件模型参数提取算法 ,在 Visual C+ +平台编制了模型参数提取程序 ,对所建立的基于表面势的 MOSFET模型进行了有约束条件的参数提取。结果表明 ,算法收敛快、稳定性好。 展开更多
关键词 自动微分 参数提取 金属-氧化物-半导体场效应晶体管模型 半导体器件模型 集成电路
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总剂量辐射对硅双极和MOS器件性能的影响 被引量:5
18
作者 蔡俊 傅义珠 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期559-563,共5页
对比研究了总剂量辐射对硅微波功率双极器件、LDMOS器件、VDMOS器件以及常规功率VDMOS和抗辐射加固功率VDMOS器件电性能的影响,并分析了辐射后器件性能变化的原因,为抗辐射加固方法的改进和优化提供了基础。
关键词 总剂量辐射 硅微波功率 双极型晶体管 横向扩散金属-氧化物-半导体场效应 垂直扩散金属-氧化物-半导体场效应 抗辐射加固
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基于RIE技术的倾斜表面SOI功率器件制备技术 被引量:1
19
作者 张锐 郭宇锋 +1 位作者 程玮 花婷婷 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期268-273,共6页
对一种具有倾斜表面漂移区SOI LDMOS的制造方法进行了研究,提出了多窗口反应离子刻蚀法来形成倾斜表面漂移区的新技术,建立了倾斜表面轮廓函数的数学模型,TCAD工具的2D工艺仿真证实了该技术的可行性,最终优化设计出了倾斜表面漂移区长度... 对一种具有倾斜表面漂移区SOI LDMOS的制造方法进行了研究,提出了多窗口反应离子刻蚀法来形成倾斜表面漂移区的新技术,建立了倾斜表面轮廓函数的数学模型,TCAD工具的2D工艺仿真证实了该技术的可行性,最终优化设计出了倾斜表面漂移区长度为15μm的SOI LDMOS。数值仿真结果表明,其最优结构的击穿电压可达350 V,导通电阻可达1.95Ω·mm^2,同时表现出良好的源漏输出特性。 展开更多
关键词 横向变厚度 绝缘体上硅 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 反应离子刻蚀
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Ga2O3功率器件研究现状和发展趋势 被引量:8
20
作者 孙学耕 张智群 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期241-249,284,共10页
氧化镓(Ga2O3)超宽禁带半导体材料在高频大功率器件领域具有巨大的应用潜力和前景,近几年已成为国内外研发的热点。概述了Ga2O3半导体材料在功率器件应用领域的特性优势和不足,重点介绍了日本、美国和国内的Ga2O3功率半导体器件的研... 氧化镓(Ga2O3)超宽禁带半导体材料在高频大功率器件领域具有巨大的应用潜力和前景,近几年已成为国内外研发的热点。概述了Ga2O3半导体材料在功率器件应用领域的特性优势和不足,重点介绍了日本、美国和国内的Ga2O3功率半导体器件的研发现状。详细介绍了目前Ga2O3肖特基势垒二极管(SBD)、Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以及新型Ga2O3功率器件的最新研究成果。归纳出提高Ga2O3单晶和外延材料质量、优化Ga2O3功率器件结构和制造工艺是Ga2O3功率器件未来的主要发展趋势,高功率、高效率、高可靠性和低成本是Ga2O3功率器件未来的主要发展目标。最后总结了我国与美国、日本在Ga2O3功率半导体领域的技术发展差距,以及对未来我国在Ga2O3功率半导体技术方面的发展提出了建议。 展开更多
关键词 GA2O3 超宽禁带半导体 功率器件 Ga2O3肖特基势垒二极管(SBD) Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
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