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摘要
有机硅弹性体作为一种高分子聚合物，因具有良好的耐高温性能、绝缘强度以及与芯片的相容性，已在高压碳化硅功率器件中得到了应用。目前国内外针对有机硅弹性体在高温下的绝缘特性研究较少，而材料内部的陷阱特性与其绝缘性能直接相关，研究有机硅弹性体的陷阱特性及其受温度的影响，对于该种灌封材料在碳化硅器件封装中的应用具有重要意义。为此，本文采用表面电位衰减法（surface potential decay， SPD）测量了有机硅弹性体在温度20～250 ℃范围内的表面电位衰减曲线，提取了不同温度下有机硅弹性体的陷阱电荷能级密度分布和迁移率等微观参数，建立了有机硅弹性体迁移时间、迁移率、电位衰减时间常数随温度变化的拟合表达式，分析了温度对有机硅弹性体陷阱特性的影响机制，确定了有机硅弹性体陷阱捕获电荷能力最大时的温度阈值。此外，结合有机硅弹性体陷阱特性，从载流子输运的角度解释了该材料电导率、迁移率以及电位衰减时间常数之差随温度变化的规律，并通过分析有机硅弹性体的微观结构特征，解释了该材料陷阱特性的极性效应。相关结果可以为不同温度下有机硅弹性体绝缘特性的认知提供支撑。
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单位新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学
