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深圳平湖实验室联合香港科技大学、北京航空航天大学成功研制抗辐照碳化硅器件,将SEGR阈值电压提升至400V



抗辐照SiC MOSFET器件在商业航天领域前景广阔。功率器件被誉为电力电子系统的“心脏”,采用SiC功率器件的空间电源模块效率可从85%提升至95%,功率-体积比提高近5倍,可大幅简化散热设备、降低发射成本。在低轨巨型星座、深空探测器等场景中,SiC器件是300V以上高压母线体制下深空平台及大功率卫星的首选。全球宇航级SiC功率器件市场预计2034年将达23.1亿美元,商业化前景可期。

抗单粒子辐照性能提升,SEGR电压突破400V

基于深圳平湖实验室自主搭建、面向产业验证的8英寸SiC中试平台,联合香港科技大学陈敬教授课题组及北京航空航天大学吕纲教授课题组,通过器件结构设计及制造工艺创新,采用多维电场屏蔽、多通路空穴抽取的结构设计及二次外延工艺,研制出抗单粒子辐照加固SiC MOSFET器件。

实验结果显示,深圳平湖实验室联合研制的抗单粒子辐照加固SiC MOSFET器件,将单粒子栅穿(Single-Event Gate Rupture,SEGR)阈值电压从常规1200V SiC MOSFET结构的200V提高至400V,性能提升100%,极大地提高了器件抗单粒子辐照能力。本成果有望支撑未来航天单电源模块达千瓦级,在探月工程、载人登月、深空探测等领域提供新一代功率器件方案。

深圳平湖实验室联合研制的抗辐照加固SiC MOSFET器件结构


实验结果显示抗辐照加固SiC MOSFET SEGR阈值电压达到400V


深圳平湖实验室将持续深耕宽禁带半导体抗辐照技术领域,加速抗辐照SiC MOSFET器件的工程化与产业化进程,为我国航天电源、核能装备、高端工业等战略性领域提供自主可控的核心功率芯片支撑。


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