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基于宽禁带材料的半导体功率器件研究进展概述

DOI：10.1088/1757-899X/439/2/022033 期刊：IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 宽禁带材料因其优异的物理特性（如更高的热导率和卓越的电学性能）引起了科学家和工程师的广泛关注。目前，基于宽禁带材料的半导体功率器件研究已取得重大进展。新开发的WBG（宽禁带）功率器件——例如1200V直驱碳化硅JFET功率开关和高可靠性的氮化镓MOS HFET——相比传统硅基功率器件展现出更优的性能与优势。这些功率器件通过成功商业化已广泛应用于多个领域，其可靠性与有效性得到了充分验证。WBG功率器件的应用显著提升了电路性能，推动了新一代电子产品的演进。本文重点介绍几种基于宽禁带材料（包括氮化镓、IGBT、JFET、MOSFET、整流器及其碳化硅对应器件）的功率器件最新研究进展与成果，分别探讨并比较它们的特性、性能及相应应用场景，随后阐述这些器件存在的缺陷与局限及相应的解决方案，最后分析宽禁带功率器件未来的发展趋势与前景。
作者： Xiaoyang Cheng
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研究概述 实验方案

研究目的

研究基于宽禁带材料（包括氮化镓、绝缘栅双极型晶体管、结型场效应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、整流器及其碳化硅对应器件）的半导体功率器件的最新进展与研究成果，探讨其特性、性能及相关应用，并分析未来发展趋势与前景。

研究成果

基于宽禁带材料（主要是氮化镓和碳化硅）的器件展现出优异性能，正逐步挑战传统硅基器件的地位。未来发展应聚焦于优化器件制造工艺与物理参数以突破现有局限。

研究不足

该论文未详述具体的实验局限性，但提及了诸如氮化镓MOSFET中的漏电流等一般性挑战，并指出需要进一步研究亚阈值漏电效应。

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