SiC功率器件的案例
AEC-Q101 | SiC功率器件高溫反偏
SiC功率器件的概況
SiC（碳化硅）功率器件以其耐高溫、耐高壓、低開關(guān)損耗等特性，能有效實現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化、輕量化、高功率密度等要求，受到了新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的追捧。
在車用領(lǐng)域，SiC功率器件在能量轉(zhuǎn)換效率上的顯著優(yōu)勢，能有效增加電動汽車的續(xù)航里程和充電效率。另外，SiC器件的導(dǎo)通電阻更低、芯片尺寸更小、工作頻率更高，能夠使電動汽車適應(yīng)更加復(fù)雜的行駛工況。隨著SiC良率的提升、成本的降低，SiC功率器件在新能源汽車上的裝機(jī)量會大幅上升，SiC功率器件的車用需求也會迎來跨越式發(fā)展。
當(dāng)前，SiC全球產(chǎn)業(yè)布局上，形成美、歐、日三強(qiáng)態(tài)勢，但與第一代、第二代半導(dǎo)體材料相比，全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)均還在發(fā)展初期，國內(nèi)與主流SiC產(chǎn)業(yè)差距不大，為國產(chǎn)三代半產(chǎn)業(yè)提供了彎道超車、打入半導(dǎo)體元器件高端產(chǎn)業(yè)鏈的機(jī)會。
國產(chǎn)SiC功率器件面臨的主要問題
目前，SiC產(chǎn)業(yè)普遍遇到的問題是良率低、成本高的瓶頸，而對于國產(chǎn)器件，一致性和可靠性也是其市場應(yīng)用的攔路虎，要獲取市場信任與認(rèn)可，可靠性驗證是必經(jīng)之路。驗證SiC功率器件高溫與高壓下的模擬壽命，可采用高溫反偏（HTRB）作為基礎(chǔ)的驗證試驗。
SiC功率器件的高溫反偏試驗
1、高溫反偏試驗的作用
高溫反偏試驗是模擬器件在靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)工作模式下，以最高反偏電壓或指定反偏電壓進(jìn)行工作，以研究偏置條件和溫度隨時間對器件的壽命模擬。甚至一些廠商還會將其作為一篩或二篩的核心試驗。
2、高溫反偏的試驗條件
分立器件的高溫反偏主要采用的試驗標(biāo)準(zhǔn)有MIL-STD-750 方法1038、JESD22-A108、GJB 128A-1997 方法1038、AEC-Q101表2 B1項等。
展開 技術(shù) | 碳化硅功率器件的三大關(guān)鍵技術(shù)！
碳化硅功率器件與傳統(tǒng)硅功率器件制作工藝不同，不能直接制作在碳化硅單晶材料上，必須在導(dǎo)通型單晶襯底上額外生長高質(zhì)量的外延材料，并在外延層上制造各類器件。
功率器件行業(yè)發(fā)展到IGBT(絕緣柵雙極晶體管)時期，硅基器件的性能已經(jīng)接近極限，邊際成本越來越高。
半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)仍對高功率、高頻切換、高溫操作、高功率密度等有著越來越多的需求，因此以SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)等第三代半導(dǎo)體材料為核心的寬禁帶功率器件成為了研究熱點與新發(fā)展方向，并逐步進(jìn)入應(yīng)用量產(chǎn)階段。
SiC功率器件性能優(yōu)勢
SiC功率半導(dǎo)體的發(fā)展改善了功率開關(guān)器件的硬開關(guān)特性，耐壓可達(dá)數(shù)萬伏，耐溫可達(dá)500℃以上，其性能優(yōu)勢如下：
(1)寬禁帶可大幅減小泄漏電流，從而減少高功率器件損耗；
(2)高擊穿場強(qiáng)可提高功率器件耐壓能力與電流密度，減小整體尺寸；
(3)高熱導(dǎo)率可改善耐高溫能力，有助于器件散熱，減小散熱設(shè)備體積，提高集成度，增加功率密度；
(4)強(qiáng)抗輻射能力，更適合在外太空等輻照條件下應(yīng)用。理論上，SiC器件是實現(xiàn)高壓、高溫、高頻、高功率及抗輻射相結(jié)合的理想材料，主要應(yīng)用于大功率場合，可實現(xiàn)模塊及應(yīng)用系統(tǒng)的小型化、集成化，提高功率密度和系統(tǒng)效率。
展開 一文搞懂SiC功率器件的市場、應(yīng)用和制造工藝
報告主題：一文搞懂SiC功率器件的市場、應(yīng)用和制造
報告作者：Dr. Victor Veliadis
Deputy Executive Director and CTO, PowerAmerica
Professor ECE North Carolina State University, Raleigh, NC USA
報告內(nèi)容包含：（具體內(nèi)容詳見下方全部報告內(nèi)容）
SiC/GaN 性能科普
Si、SiC 或 GaN 的選擇應(yīng)用差異
汽車電氣化是寬禁帶(WBG功率器件和電子裝置的一大機(jī)遇
SiC功率器件的制造
SiC襯底的生長比Si更復(fù)雜
SiC外延技術(shù)成熟度相對較高
SiC 晶圓占 SiC 器件成本的 50-70%
高壓 (+900 V) SiC 功率器件通常采用縱向配置
SiC 器件的理想阻斷電壓由其漂移層的厚度和摻雜決定
電壓和開關(guān)頻率需求推動單極與雙極 SiC 器件的選擇
SiC制造需要投資特定的設(shè)備和開發(fā)特定的工藝
...
展開 功率半導(dǎo)體器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
而美國半導(dǎo)體巨頭安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor）也將以車載半導(dǎo)體為中心，擴(kuò)充功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。
中國的比亞迪也在日前表示，明年會將其IGBT的產(chǎn)能從現(xiàn)在的5萬片提升到十萬片左右。
順便說一下，IGBT的歷史并不是很久遠(yuǎn)。1990年左右進(jìn)入市場，最初并未成為人們的話題。登場的契機(jī)居然是因為用在了豐田的混合動力車--“PRIUS-普銳斯”上，自那以后，開始逐漸推廣用于汽車上。
SiC功率器件以電動車為中心，擴(kuò)展用途
以IGBT為“主角”功率半導(dǎo)體市場很活躍，SiC功率半導(dǎo)體也相當(dāng)備受矚目。Band gap（禁帶寬度）比硅（1.12）高3.26，熱傳導(dǎo)率也比硅（1.5）高4.9。在周波特性方面也很突出，在對應(yīng)高電壓方面也實現(xiàn)了1,200V以上。可以說，對于高電壓、高電流應(yīng)用方面是最合適的功率器件。
據(jù)中村先生說，“羅姆公司在本田的Clarity（一款氫燃料電池電動車）上搭載了SiC功率器件，它是世界首次用Full SiC驅(qū)動的燃料電池車，由于具有高溫條件下動作和低損耗特點，可以縮小用于冷卻的散熱片，通過高頻切換也實現(xiàn)了電抗器的小型化。為此，擴(kuò)大了內(nèi)部空間，豐田的燃料電池車MIRAI可以坐4個人，本田的Clarity實現(xiàn)了5人座”。
SiC功率器件的目標(biāo)市場是EV、混合動力車、燃料電池車等電動車。最近也開始用于功率調(diào)節(jié)器（power conditioner）、工業(yè)機(jī)器的電源等方面。成本方面相當(dāng)具有優(yōu)越性。也開始搭載在鐵道上，JR的新干線N700系列等已經(jīng)使用，但是只采用了三菱電機(jī)公司的Full SiC。富士電機(jī)、日立制作所、東芝等公司還沒有實現(xiàn)Full。
德國英飛凌同樣是SiC市場一個重磅玩家。
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PPT | SiC功率器件的性能表征、封裝測試與系統(tǒng)集成
PPT | SiC功率器件的性能表征、封裝測試與系統(tǒng)集成
SiC器件發(fā)力？士蘭微、燕東微各增1條線
最近，國內(nèi)
2條
碳化硅器件生產(chǎn)線有了
新進(jìn)展
：
▲ 士蘭微：SiC功率器件中試線已經(jīng)
通線
，將加快研發(fā)
SiC MOSFET
和
車規(guī)
模塊；
▲ 燕東微電子：傳聞與基本半導(dǎo)體合建
6英寸
SiC器件線，采用國產(chǎn)核心設(shè)備。
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士蘭微：
碳化硅中試線通線
加快車規(guī)SiC模塊
8月16日，士蘭微發(fā)布2021年
半年度
報告，上半年實現(xiàn)營業(yè)收入
33.08
億元，同比增長
94.05%
；實現(xiàn)凈利潤
4.31
億元，同比增長
1306.
52%
。
公告還提到，2021年上半年，士蘭微
硅基GaN
化合物功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)在持續(xù)推進(jìn)中，SiC功率器件的
中試線
已在二季度實現(xiàn)通線。同時，將加快SiC
MOSFET
功率器件的研發(fā)，推出自產(chǎn)芯片的車用SiC功率模塊。
官網(wǎng)資料顯示，士蘭微成立于1997年9月，2003年3月在上海證券交易所掛牌交易，是
第一家
在中國境內(nèi)上市的集成電路芯片設(shè)計企業(yè)。
士蘭微還布局了化合物半導(dǎo)體，早在2017年12月，士蘭微就與廈門半導(dǎo)體投資集團(tuán)有限公司共同投資220億元，在廈門規(guī)劃建設(shè)兩條12英寸的特色工藝硅芯片生產(chǎn)線和一條4/6英寸化合物半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線。2020年，士蘭化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
燕東微碳化硅技改線通過驗收
基本半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)參與其中？
展開 智芯研報 | 碳化硅SiC功率器件在電動汽車中的研究與應(yīng)用
SiC 材料具有兩倍于Si 的電子飽和速度，使得SiC 器件具有極低的導(dǎo)通電阻(1/100 于Si)，導(dǎo)通損耗低；SiC 材料具有3倍于Si 的禁帶寬度，泄漏電流比Si 器件減少了幾個數(shù)量級，從而可以減少功率器件的功率損耗；關(guān)斷過程中不存在電流拖尾現(xiàn)象，開關(guān)損耗低，可大大提高實際應(yīng)用的開關(guān)頻率(10 倍于Si)。
4）可以減小功率模塊的體積。
由于器件電流密度高(如Infineon 產(chǎn)品可達(dá)700A/cm2)，在相同功率等級下，全SiC 功率模塊(SiC MOSFETsSiC SBD)的封裝尺寸顯著小于Si IGBT 功率模塊。
▲三菱電機(jī) Si 和SiC 功率模塊封裝對比
由于開關(guān)損耗的降低，SiC 器件能工作于20kHz 以上開關(guān)頻率，將夠顯著減小無源器件的體積和成本。
▲三菱電機(jī) 11kW Si 和SiC 逆變器體積對比，其中SiC逆變器的功率密度達(dá)到10W/cm3
▲典型的電動汽車電源架構(gòu)
隨著電動汽車以及其他系統(tǒng)的增長，碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體市場正在經(jīng)歷需求的突然激增。
這便是SiC的用武之地。基于氮化鎵（GaN）的功率半導(dǎo)體也正在出現(xiàn)。GaN和SiC都是寬帶隙技術(shù)。硅的帶隙為1.1 eV。相比之下，SiC的帶隙為3.3 eV，GaN的帶隙為3.4 eV。
SiC是一種基于硅和碳的復(fù)合半導(dǎo)體材料。在生產(chǎn)流程中，專門的SiC襯底被開發(fā)出來，然后在晶圓廠中進(jìn)行加工，得到基于SiC的功率半導(dǎo)體。
許多基于SiC的功率半導(dǎo)體和競爭技術(shù)都是專用晶體管，它們可以在高電壓下開關(guān)器件的電流。它們用于電力電子領(lǐng)域，可以實現(xiàn)系統(tǒng)中電力的轉(zhuǎn)換和控制。
展開 一文讀懂：第三代半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀和投資機(jī)遇
（3）SiC 器件高端檢測設(shè)備被國外所壟斷。
4）當(dāng)前 SiC 功率模塊主要有引線鍵合型和平面封裝型 2 種。
為了充分發(fā)揮 SiC 功率器件的高溫、高頻優(yōu)勢，必須不斷降低功率模塊的寄生電感、降低互連層熱阻，并提高芯片在高溫下的穩(wěn)定運行能力。目前 SiC 功率模塊存在的主要問題：（1）采用多芯片并聯(lián)的 SiC 功率模塊，由于結(jié)電容小、開關(guān)速
度高，因此在開關(guān)過程中會出現(xiàn)極高的電流上升率（di/dt）和電壓上升率（du/dt），在這種情況下會產(chǎn)生較嚴(yán)重的電磁干擾和額外損耗，無法發(fā)揮 SiC器件的優(yōu)良性能；SiC 功率模塊的封裝工藝和封裝材料基本沿用了硅功率模塊的成熟技術(shù)，在焊接、引線、基板、散熱等方面的創(chuàng)新不足，功率模塊雜散參數(shù)較大，可靠性不高。（2）SiC功率高溫封裝技術(shù)發(fā)展滯后。目前 SiC器件高溫、高功率密度封裝的工藝及材料尚不完全成熟。為了發(fā)揮 SiC 功率器件的高溫優(yōu)勢，必須進(jìn)一步研發(fā)先進(jìn)燒結(jié)材料和工藝，在高溫、高可靠封裝材料及互連技術(shù)等方面實現(xiàn)整體突破。
5）SiC 功率器件的驅(qū)動技術(shù)尚不成熟
。為了充分發(fā)揮 SiC 功率器件的高頻、高溫特性，要求其驅(qū)動芯片具有工作溫度高、驅(qū)動電流大和可靠性高的特點，目前 SiC功率器件的驅(qū)動芯片及驅(qū)動電路仍然沿用硅器件的驅(qū)動技術(shù)，尚不能發(fā)揮 SiC功率器件高溫、高頻的工作特性，使得 SiC 功率器件在實際使用過程中難以達(dá)到設(shè)計的極限性能。
6）SiC器件的應(yīng)用模型尚不能全面反映SiC器件的物理特性。
目前 SiC 器件物理特性的數(shù)學(xué)模型主要有基于模擬等效電路的數(shù)學(xué)模型和基于物理模型的數(shù)學(xué)模型。基于模擬等效電路的模型結(jié)構(gòu)簡單，但是精度難以保證，一般只適合于對精度要求較低的常規(guī)工業(yè)場合。
展開 國內(nèi)首條SiC智能功率模塊生產(chǎn)線在廈門正式投產(chǎn)
有關(guān)碳化硅產(chǎn)品的一些看法
SiC材料本身的寬禁帶、高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、電子遷移率以及抗輻射特性使得碳化硅基的SBD以及MOSFET在高頻、高溫、高壓、高功率以及耐輻射的應(yīng)用場合相比硅基器件優(yōu)勢巨大，優(yōu)勢不單是體現(xiàn)在單個器件上，而是碳化硅基的功率器件作為電力電子的功率轉(zhuǎn)換中的核心部件，工作頻率、效率及耐溫的提升使得功率轉(zhuǎn)換（即整流或者逆變）模塊中對電容電感等被動元件以及散熱片的要求大大降低，核心元件帶動整個模塊系統(tǒng)的優(yōu)化才是最重要的。
當(dāng)前整個SiC功率器件行業(yè)尚在起步階段，整個國內(nèi)市場規(guī)模甚至全球市場都很小，2016年貌似也就2億多美元（如果沒記錯的話）。當(dāng)前成熟量產(chǎn)的器件更多是SBD，國內(nèi)也有一兩家廠商據(jù)說是初步量產(chǎn)。商用的碳化硅基MOSFET國際幾大廠如Cree、Infineon、RoHM等廠家也有量產(chǎn)器件，國內(nèi)應(yīng)該尚未走通整個SiC MOSFET的量產(chǎn)工藝，拍腦袋估計一下可能至少再需要三年時間。
國際廠商目前已經(jīng)在宣傳全SiC功率模塊，用于PFC/UPS/PV/EV等應(yīng)用場景，國內(nèi)廠家由于僅有少數(shù)能量產(chǎn)碳化硅器件，而且還僅僅是SBD，開關(guān)器件國內(nèi)尚無人能量產(chǎn)，所以國內(nèi)的全SiC功率模塊目前大部分是采用國外的功率器件，或者至少是MOSFET采用的是國外產(chǎn)品。
碳化硅的電力電子應(yīng)用我覺得當(dāng)前關(guān)鍵還是要綜合成本能夠與硅基相近且能夠兼容原來的體系才有機(jī)會，畢竟當(dāng)前整個電力電子是在硅基器件上建立起來的。
展開 SiC器件大戰(zhàn)一觸即發(fā)
英飛凌將把這項技術(shù)用于碳化硅（SiC）晶圓的切割上，從而讓單片晶圓可出產(chǎn)的芯片數(shù)量翻番。進(jìn)一步加碼碳化硅市場。
在早些時候，意法半導(dǎo)體CEO在接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察等媒體采訪也談到，該公司的碳化硅產(chǎn)品已實現(xiàn)批量出貨，年出貨金額在今年能突破一億美元，市場占有率高達(dá)90%；X—Fab也聲稱將擴(kuò)大晶圓的生產(chǎn)；日本羅姆今年四月也宣布，將在其福岡筑后工廠投建新廠房，擴(kuò)充碳化硅產(chǎn)能。
多方面的消息證明，碳化硅大戰(zhàn)一觸即發(fā)。
SiC功率器件需求大增
據(jù)Semiconductor Engineering報道，SiC是一種基于硅和碳的復(fù)合半導(dǎo)體材料。在生產(chǎn)流程中，專門的SiC襯底被開發(fā)出來，然后在晶圓廠中進(jìn)行加工，得到基于SiC的功率半導(dǎo)體。許多基于SiC的功率半導(dǎo)體和競爭技術(shù)都是專用晶體管，它們可以在高電壓下開關(guān)器件的電流。它們用于電力電子領(lǐng)域，可以實現(xiàn)系統(tǒng)中電力的轉(zhuǎn)換和控制。
得益于其垂直架構(gòu)，因此相較于氮化鎵和硅，碳化硅可以承受更高的電壓，能適用于1000V以上的應(yīng)用市場。以硅而言，目前硅基MOSFET多應(yīng)用在1000V以下，約600~900V之間，若是超過1000V，其芯片體積(Chip Size)會變得很大，以及切換損耗、寄生電容都會跟著提升，另外價格也會大漲，因此較不適用于1000V以上的應(yīng)用。而SiC因其寬帶隙技術(shù)脫穎而出。而與傳統(tǒng)硅基器件相比，SiC的擊穿場強(qiáng)更是傳統(tǒng)硅基器件的10倍，導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)硅基器件的3倍，具有極其強(qiáng)大的優(yōu)勢。
SiC和GaN設(shè)計方式不同，耐壓程度也因而有所差異。
羅姆在接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察采訪時也表示，在功率元器件領(lǐng)域中，SiC作為新一代材料備受矚目，與傳統(tǒng)使用的Si相比，SiC元器件實現(xiàn)低導(dǎo)通電阻、高速開關(guān)、高溫工作。
展開 SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高峰論壇成功舉辦
北京國聯(lián)萬眾半導(dǎo)體科技有限公司市場部部長王永維在報告中講到碳化硅電力電子器件需求及技術(shù)挑戰(zhàn)的三項共同目標(biāo)，要更好的保護(hù)柵極，提高柵氧可靠性；提高器件電流密度，縮減芯片面積，降低成本；提高SiC MOSFET性能。同時指出目前SiC器件已經(jīng)具備規(guī)模在新能源汽車中使用的條件。
北京智慧能源研究院功率半導(dǎo)體研究所副總工程師楊霏圍繞“高壓大功率碳化硅器件及其應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究”和“高壓大功率碳化硅MODFET及其在電力電子變壓器中的示范應(yīng)用”兩大項目主題作了詳細(xì)匯報，傳統(tǒng)電網(wǎng)正向以電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用為代表的智能電網(wǎng)方向發(fā)展,亟需提升器件的耐壓,通流能力和開關(guān)速度,并降低損耗.電力電子變壓器是未來智能電網(wǎng)核心設(shè)備之一,目前基于硅器件的電力電子變壓器體積大,損耗高,重量大,無法推廣應(yīng)用。碳化硅器件具有電壓等級高,通流能力強(qiáng),頻率高,損耗低等優(yōu)勢,可以大幅減小設(shè)備體積與重量,降低損耗.碳化硅器件將是電力電子變壓器首選功率器件,高壓大功率碳化硅材料及器件的實用化將決定電力電子變壓器的發(fā)展未來。
國鼎資本投資總監(jiān)吳一葦在報告中提到如何在風(fēng)口浪尖的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈找準(zhǔn)市場精準(zhǔn)投資，首先要尋找碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中的成本中心，即具有定價權(quán)的襯底，設(shè)計端及MOS也是未來關(guān)注的重點，從產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)化分工上來看，外延片和模組是核心關(guān)注點。SiC產(chǎn)業(yè)為技術(shù)驅(qū)動投資，具有長時間的投資價值。
展開 
曾經(jīng)的LED領(lǐng)頭羊Cree剝離照明業(yè)務(wù)，對我國發(fā)展化合物半導(dǎo)體有何啟示？
2017年，Cree選擇與國內(nèi)三安光電公司成立合資公司，變相讓出了中低功率LED市場。
圖1 2016-2019財年Cree公司營業(yè)收入（單位：百萬美元）
數(shù)據(jù)來源：公司財報，賽迪智庫整理和預(yù)測
（三）新興應(yīng)用市場驅(qū)動化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長
除了具有出色的發(fā)光性能，化合物半導(dǎo)體相對Si器件還具有開關(guān)速度快、耐電壓高、散熱好等特點，在射頻和功率器件領(lǐng)域擁有更優(yōu)異的性能。
在新能源汽車中，使用SiC功率器件可以使充電裝置體積縮小80%、重量減輕60%、能量損耗降低25%。特斯拉的Model 3車型中已采用SiC MOSFET作為逆變器的開關(guān)器件，替代IGBT器件。在移動通信基站中，使用GaN射頻器件可以滿足更高通信頻段下的通信效率，使每座基站可覆蓋的用戶提升2倍，單用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率提升10倍。華為公司在4G通信基站中已開始批量使用GaN射頻器件，替代LDMOS器件。此外在光伏、風(fēng)能、家電等應(yīng)用市場，SiC和GaN器件也有替代市場空間。
2018年，全球SiC功率器件市場規(guī)模約為4.5億美元，全球GaN射頻器件市場規(guī)模約為5億美元，5年后的市場規(guī)模有望分別達(dá)到20億美元和10億美元。
（四）Cree計劃專注發(fā)展化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)
Cree公司成立于1987年，早期的技術(shù)來源自美國北卡州立大學(xué)。Cree于1991年發(fā)布了第一片商用的SiC襯底材料，于1998年推出了首個工業(yè)用的GaN-on-SiC射頻器件。Cree于2002年發(fā)布全球首個商用的SiC功率器件，于2011年發(fā)布全球首個SiC MOSFET功率器件。
展開 SiC器件開關(guān)動態(tài)測試挑戰(zhàn)及應(yīng)對方法
來源：碳化硅芯觀察
第三代半導(dǎo)體器件毫不夸張的講為電力電子行業(yè)帶來了革新，基于其高速，小體積，低功耗越來越廣泛應(yīng)用在汽車、工業(yè)級消費電子行業(yè)。
我們先來看看不同技術(shù)的功率器件的區(qū)別，下圖可以看到傳統(tǒng)的Si基的IGBT或者M(jìn)OSFET管要么分布在高壓低速的區(qū)間，要么分布在低壓高速的區(qū)間，市面上傳統(tǒng)的探測技術(shù)可以覆蓋器件特性的測試需求。但是第三代半導(dǎo)體器件SiC 或GaN的技術(shù)趨于成熟，因為其高速，高耐壓，抗高溫，體積小，低功耗被越來越多的應(yīng)用在電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品上，從性能區(qū)別于傳統(tǒng)Si基的功率器件卻大大擴(kuò)展了分布的區(qū)間，覆蓋以往沒有出現(xiàn)過的高壓高速區(qū)域，這就對器件的測試提出非常嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。
展開 關(guān)注 | 第三代半導(dǎo)體材料4H-SiC將帶來革命性的變化
4H-SiC功率器件作為一種寬禁帶半導(dǎo)體器件，憑借突出的材料優(yōu)勢具有耐壓高、導(dǎo)通電阻低、散熱好等優(yōu)勢。近年來隨著器件的逐步商用，器件的可靠性問題成為新的研究熱點。
本文綜述了本課題組近期在4H-SiC功率二極管可靠性方面的研究進(jìn)展，通過高溫存儲和高壓反偏可靠性問題的研究，分析了器件性能退化機(jī)制。通過重復(fù)雪崩可靠性問題的研究，提出了一種可有效提升器件抗重復(fù)雪崩能力的終端方案。
作為第三代半導(dǎo)體材料（WBG）的典型代表，
4H碳化硅
（4H-SiC）具有
禁帶寬度大、臨界擊穿電場高、熱導(dǎo)率高、飽和速度大
等優(yōu)勢。
借助其優(yōu)秀的材料特性，4H-SiC功率器件將擁有
更高的轉(zhuǎn)換效率及開關(guān)頻率
，可以輕松實現(xiàn)高壓大電流的高速開關(guān)。
相較于傳統(tǒng)Si器件，4H-SiC功率器件可以使相關(guān)應(yīng)用的實現(xiàn)帶來革命性的變化，近年來已獲得了產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
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另外，東尼電子、新潔能近期均宣布將以定增方式募資，建設(shè)SiC項目，其中東尼電子計劃年產(chǎn)12萬片SiC半導(dǎo)體材料，新潔能計劃推進(jìn)SiC功率器件及封測的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
來源：財聯(lián)社
