ICC訊 以化合物半導體為代表的半導體新材料快速崛起,未來10年將對國際半導體產業(yè)格局的重塑產生至關重要的影響。為進一步聚焦國際半導體光電子、半導體激光器、功率半導體器件等化合物半導體技術及應用的最新進展,促進化合物半導體產業(yè)全方位、全鏈條發(fā)展。4月19-21日,首屆中國光谷九峰山論壇暨化合物半導體產業(yè)發(fā)展大會于武漢召開。在湖北省和武漢市政府支持下,論壇由武漢東湖新技術開發(fā)區(qū)管理委員會、第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)、九峰山實驗室、光谷集成電路創(chuàng)新平臺聯(lián)盟共同主辦。
本屆論壇以“攀峰聚智、芯動未來”為主題,為期三天,通過開幕大會、5大主題平行論壇、超70+場次主題報告分享,邀請了500+企業(yè)代表,共同探討化合物半導體產業(yè)發(fā)展的新趨勢、產業(yè)新機遇、前沿新技術。
期間,作為國內領先的光通信及半導體測試設備提供商,武漢普賽斯攜功率器件測試用脈沖源表、1000A高電流脈沖電源(多臺并聯(lián)至6000A)、3.5kV高壓源測單元(可拓展至10KV),以及100ns Lidar VCSEL wafer測試機亮相大會。公司副總經(jīng)理王承受邀帶來了《 功率器件靜態(tài)參數(shù)測試影響因素探究》主題分享。
功率半導體規(guī)模全球乘風起勢
功率半導體器件一直是電力電子技術發(fā)展的重要組成部分,是電力電子裝置實現(xiàn)電能轉換、電源管理的核心器件,又稱為電力電子器件,主要功能有變頻、變壓、整流、功率轉換和管理等,兼具節(jié)能功效。隨著電力電子應用領域的不斷擴展和電力電子技術水平的提高,功率半導體器件也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新,其應用領域已從工業(yè)控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場,市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。
Yole數(shù)據(jù)顯示,全球 SiC 功率半導體市場將從2021年的11億美元增長至2027年的63億美元,年復合年增長率(CAGR)將超過34%,GaN功率器件市場將從2021年的1.26億美元增長到2027年的20億美元,年復合年增長率(CAGR)高達的59%。雖然 Si 仍是主流半導體材料,但第三代半導體滲透率仍將逐年攀升,整體滲透率預計于2024年超過10%,其中 SiC 的市場滲透率有望接近10%。
寬禁帶半導體是支撐
智能、綠色、可持續(xù)發(fā)展的新力量
隨著行業(yè)技術革新和新材料性能發(fā)展,功率半導體器件結構朝復雜化演進,功率半導體的襯底材料朝大尺寸和新材料方向發(fā)展。以SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)為代表的第三代寬禁帶半導體材料迅速崛起,它們通常具有高擊穿電場、高熱導率、高遷移率、高飽和電子速度、高電子密度、高溫穩(wěn)定性以及可承受大功率等特點,使其在光電器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測器件等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。
碳化硅(SiC)功率半導體
先進生產力代表之一
碳化硅(Silicone Carbide, SiC)是目前最受行業(yè)關注的半導體材料之一,從材料層面看,SiC是一種由硅(Si)和碳(C)構成的化合物半導體材料;絕緣擊穿場強(Breakdown Field)是Si的10倍,帶隙(Energy Gap)是Si的3倍,飽和電子漂移速率是硅的2倍,能夠實現(xiàn)“高耐壓”、“低導通電阻”、“高頻”這三個特性。
從SiC的器件結構層面探究,SiC 器件漂移層電阻比 Si 器件要小,不必使用電導率調制,就能以具有快速器件結構特征的 MOSFET 同時實現(xiàn)高耐壓和低導通電阻。與 600V~900V 的 Si MOSFET 相比,SiC MOSFET具有芯片面積小、體二極管的反向恢復損耗非常小等優(yōu)點。
不同材料、不同技術的功率器件的性能差異很大。市面上傳統(tǒng)的測量技術或者儀器儀表一般可以覆蓋器件特性的測試需求。但是寬禁帶半導體器件SiC(碳化硅)或GaN(氮化鎵)的技術卻極大擴展了高壓、高速的分布區(qū)間,如何精確表征功率器件高流/高壓下的I-V曲線或其它靜態(tài)特性,這就對器件的測試工具提出更為嚴苛的挑戰(zhàn)。
基于國產化高精度數(shù)字源表(SMU)的
靜態(tài)參數(shù)測試方案
靜態(tài)參數(shù)主要是指本身固有的,與其工作條件無關的相關參數(shù)。靜態(tài)參數(shù)測試又叫穩(wěn)態(tài)或者DC(直流)狀態(tài)測試,施加激勵(電壓/電流)到穩(wěn)定狀態(tài)后再進行的測試。主要包括:柵極開啟電壓、柵極擊穿電壓、源極漏級間耐壓、源極漏級間漏電流、寄生電容(輸入電容、轉移電容、輸出電容),以及以上參數(shù)的相關特性曲線的測試。
圍繞第三代寬禁帶半導體靜態(tài)參數(shù)測試中的常見問題,如掃描模式對SiC MOSFET 閾值電壓漂移的影響、溫度及脈寬對SiC MOSFET 導通電阻的影響、等效電阻及等效電感對SiC MOSFET導通壓降測試的影響、線路等效電容對SiC MOSFET測試的影響等多個維度,針對測試中存在的測不準、測不全、可靠性以及效率低的問題,普賽斯儀表提供一種基于國產化高精度數(shù)字源表(SMU)的測試方案,具有更優(yōu)的測試能力、更準確的測量結果、更高的可靠性與更全面的測試能力。
新聞來源:普賽斯儀表
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