近日，第37屆功率半導體器件和集成電路國際會議(International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs, ISPSD)在日本熊本市舉行。電機系先進電能變換與電氣化交通系統團隊的研究論文“The Latest Fabrication and Experimental Results of 1.2 kV Split-Gate 4H-SiC MOSFET with P+ Buffer”在大會上發表，向全球同行展示了清華大學在功率半導體領域的最新研究成果，并得到了產業界與學術界專家們的廣泛認可。

論文第一作者為電機系2023級博士研究生陳禹志，通訊作者為鄭澤東副教授。這是清華大學首次以第一完成單位在ISPSD會議發表論文。

集成P+緩沖層的分裂柵極SiC MOSFET：(a)-(b)器件結構圖，(c)晶圓電阻分布圖，(d)電荷耦合效應示意圖，(e)實測開關波形圖。

碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管(SiC MOSFET)因其高壓、高頻、低導通損耗等優異特性，已為新能源汽車、可再生能源發電、智能電網等多個領域帶來變革。為了進一步提高SiC MOSFET的開關速度與可靠性，鄭澤東老師研究團隊提出了一種集成P+緩沖層的分裂柵極SiC MOSFET新結構(SG-PB-MOS)，并成功完成了1200V/80mΩ等級器件的流片制備與實驗驗證。

該結構通過在元胞JFET區中集成P+緩沖注入層，利用電荷耦合效應，顯著優化了器件性能：柵氧電場強度峰值降低32.6%，短路耐受時間提升26.8%，器件柵漏電容減小64.3%，衡量器件高頻性能的高頻優值(HF-FOM)提升達3.01倍。

在與采用相同版圖布局的國際廠商Wolfspeed C2M 1200V/80mΩ系列產品的對比測試中，電機系團隊研發的器件展現出更優的動態性能，其柵極開關速度顯著提升。與此同時，該器件結構兼容已有工藝平臺，流片良率高達94%，展現出良好的工程應用潛力，為高效、高可靠、高功率密度碳化硅基變換器提供了創新解決方案。目前，相關核心技術已申請國家發明專利。

關于IEEE ISPSD

IEEE ISPSD是功率器件領域最具影響力和規模最大的頂級國際學術會議，享有該領域“奧林匹克會議”盛譽，以論文遴選嚴格、創新性和實用性強著稱，歷史上關于功率器件的眾多里程碑式技術突破均在ISPSD會議首次展示。本屆會議(ISPSD 2025)涵蓋了高壓/低壓功率器件、功率IC、封裝、寬禁帶半導體(SiC/GaN)等領域，匯聚并全面展示了全球功率半導體技術的最新優秀科研成果與研究進展。會議共錄用176篇高質量論文，吸引了600余名學者與工程技術人員參與。ISPSD每年在歐洲、日本、北美和其他地區輪流舉辦，2025年的舉辦地為日本熊本市，2026年將在美國拉斯維加斯市舉辦。

來源：清華電機系網站

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