碳化硅器件技術
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
碳化硅器件技術的實例教程
全SiC功率模塊是在優(yōu)化工藝條件及器件結構，改善了晶體質量后才實現(xiàn)了SiCSBD與SiCMOSFET一體化封裝，解決了高壓級別SiIGBT模塊功率轉換損耗較大的問題，可在高頻范圍中實現(xiàn)外圍部件小型化，但成本較高。
封裝技術
封裝過程中需要涉及的電、熱和熱機械問題，取決于器件的電壓等級和電流水平，傳統(tǒng)的功率封裝方法是實現(xiàn)SiC功率器件性能優(yōu)勢的限制因素。SiC功率器件的封裝材料應滿足以下要求：
(1)具有良好的導熱性；
(2)具有優(yōu)良的絕緣特性；
(3)熱膨脹系數(shù)小，與SiC半導體材料的熱膨脹系數(shù)相匹配；
(4)耐高溫，在空氣氛圍300℃以上高溫環(huán)境中保持穩(wěn)定。
隨著SiC功率器件產業(yè)鏈中各項技術的進一步完善，未來各種SiC功率器件會在成品率、可靠性和成本方面取得很大改善，從而進入全面推廣應用的階段，將引發(fā)電力電子技術的新革命。
參考來源：
[1]閆美存.碳化硅功率器件的關鍵技術及標準化研究
[2]葛海波等.碳化硅功率器件的關鍵技術及標準化研究
文稿來源：中國粉體網(wǎng)
展開 表1 外延片缺陷對最終器件的影響
07碳化硅材料面臨的兩個挑戰(zhàn)
碳化硅材料推廣面臨的重要挑戰(zhàn)之一是價格過高，襯底價格遠高于硅和藍寶石襯底。目前碳化硅襯底的主流直徑只有4~6英寸，需要更成熟的生長技術來擴大尺寸，以降低價格。
另一方面，碳化硅位錯密度量級處于102-104，遠高于硅、砷化鎵等材料。此外，碳化硅還存在較大的應力，會導致面型參數(shù)出現(xiàn)問題。改善碳化硅襯底質量，是提高外延材料質量、器件制備的良率、器件可靠性和壽命的重要途徑。
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07
碳化硅材料面臨的兩個挑戰(zhàn)
碳化硅材料推廣面臨的重要挑戰(zhàn)之一是價格過高，襯底價格遠高于硅和藍寶石襯底。目前碳化硅襯底的主流直徑只有4~6英寸，需要更成熟的生長技術來擴大尺寸，以降低價格。
另一方面，碳化硅位錯密度量級處于102-104，遠高于硅、砷化鎵等材料。此外，碳化硅還存在較大的應力，會導致面型參數(shù)出現(xiàn)問題。改善碳化硅襯底質量，是提高外延材料質量、器件制備的良率、器件可靠性和壽命的重要途徑。
來源：基本半導體
展開 表1 外延片缺陷對最終器件的影響
07
碳化硅材料面臨的兩個挑戰(zhàn)
碳化硅材料推廣面臨的重要挑戰(zhàn)之一是價格過高，襯底價格遠高于硅和藍寶石襯底。目前碳化硅襯底的主流直徑只有4~6英寸，需要更成熟的生長技術來擴大尺寸，以降低價格。
另一方面，碳化硅位錯密度量級處于102-104，遠高于硅、砷化鎵等材料。此外，碳化硅還存在較大的應力，會導致面型參數(shù)出現(xiàn)問題。改善碳化硅襯底質量，是提高外延材料質量、器件制備的良率、器件可靠性和壽命的重要途徑。
來源：基本半導體
展開 碳化硅MOSFET
碳化硅MOSFET具有正向導通電阻低、開關速度快、驅動電路筒單等優(yōu)點。碳化硅MOSFET的漂移區(qū)相對較薄，它的正向導通電阻低，導通損耗也小。由于正向電阻小,所以相較于傳統(tǒng)硅IGBT，在相同的耐壓和導流能力條件下碳化硅MOSFET的面積可以更小，從而其結電容也更小（相對介電常數(shù)：碳化硅9.66，硅11.9，＠300K），較小的結電容使得器件的開關速度更快。
碳化硅MOSFET是電壓型驅動器件，驅動功耗較低，而柵氧結構讓它的柵極輸入阻抗極大，所以碳化硅MOSFET的驅動電路相對筒單，并且從電路拓撲上來說傳統(tǒng)硅IGBT的驅動電路可以直接驅動碳化硅MOSFET，所以碳化硅功率MOSFET被視為硅IGBT的最理想替代品。
碳化硅MOSFET的工作原理可以用圖2.3中的垂直型DMOS來說明。
當柵源之間存在正偏壓，并且高于閾值電壓時，柵極下方在SiC表面形成了反型溝道，從源極到漏極形成了導電通路，MOSFET導電通路的等效電阻由如圖2.3中所示的幾個部分等效電阻串聯(lián)組成。
當柵源之間短路或者在柵源之間施加反偏電壓時，溝道被斷開，源極到漏極的電流通路不復存在，漏源之間開始具備承受高電壓應力的條件。
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2023光纖材料與激光器件及技術發(fā)展論壇邀請函
原文發(fā)表于2022年中國電力電子與能量轉換大會暨中國電源學會第二十五屆學術年會
摘 要
（2）全碳化硅開關器件技術特點及優(yōu)勢：碳化硅是電力電子裝備的關鍵部件，將帶來革命性變化；不傳統(tǒng)硅基器件之相比SiC器件的技術優(yōu)勢顯著，具備：高頻低損、高功率密度、高允許結溫的特性。
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2021年，隨著各國于5G通訊、消費性電子、工業(yè)能源轉換及新能源車等需求拉升，驅使如基站、能源轉換器（Converter）及充電樁等應用需求大增，使得第三代半導體 GaN 及 SiC 元件及模組需求強勁。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2020年，我國第三代半導體整體產值超過7100億。從年初開始，多重利好消息也在刺激著人們對于第三代半導體業(yè)的關注
碳化硅陶瓷材料具有高溫強度大，高溫抗氧化性強，耐磨損性能好，熱穩(wěn)定性，熱彭脹系數(shù)小，熱導率大，硬度高，抗熱震和耐化學腐蝕等優(yōu)良特性。在汽車、機械化工、環(huán)境保護、空間技術、信息電子、能源等領域有著日益廣泛的應用，已經(jīng)成為一種在很多工業(yè)領域性能優(yōu)異的其他材料不可替代的結構陶瓷。
SiC陶瓷的優(yōu)異性能與其獨特結構密切相關。SiC是共價鍵很強的化合物，SiC中Si-C鍵的離子性僅
《日經(jīng)亞洲評論》（Nikkei Asian Review）日前聯(lián)同總部位于東京的調查公司Fomalhaut Techno Solutions對DJI今年初推出的Mavic Air 2進行拆解分析，發(fā)現(xiàn)其8成零件屬于采購物料，而且價值只是售價的約2成。
成本控制大大優(yōu)于日本企業(yè)
拆開DJI Mavic Air 2后，結果發(fā)現(xiàn)，估算的零部件價格成本為135美元。
前言：
汽車行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新突飛猛進，從底盤到動力總成，從信息娛樂系統(tǒng)到聯(lián)網(wǎng)和自動化系統(tǒng)，汽車設計的方方面面都有著日新月異的進步。然而，為人詬病的電動汽車（EV）充電用時問題（特別是在旅途中充電）帶來的巨大不便，阻礙了電動汽車的推廣普及，因此，
