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SiC材料的物性和特点

SiC（碳化硅）是一种由Si（硅）和C（碳）组成的化合物半导体材料。SiC临界击穿场强是Si的10倍，带隙是Si的3倍，热导率是Si的3倍，是以被觉得是一种领先Si极限的功率器件材料。SiC中存在各样多种晶型，它们的物性值也各不不异。个中，4H-SiC最恰当用于功率器件制做。其它，SiC是仅有也许热氧化产生SiO2的化合物半导体，是以恰当制备MOS型功率器件。

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功率器件的特点

SiC的临界击穿场强是Si的10倍，是以与Si器件比拟，也许以具备更高的杂质浓度和更薄的厚度的漂移层做出高耐压功率器件。高耐压功率器件的导通电阻紧要泉源于漂移层电阻，是以采取SiC也许获得单元面积导通电阻特别低的高耐压器件。理论上，不异耐压的器件，SiC的单元面积的漂移层电阻也许消沉到Si的1/。而Si材估中，为了改正伴有高耐压化而引发的导通电阻增大的题目，紧要采取如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor:绝缘栅双极型晶体管)等多数载流子器件（双极型器件），然则却存在开关耗费大的题目，其后果是由此产生的发烧会束缚IGBT的高频启动。SiC材料却也许以高频器件构造的多半载流子器件(肖特基势垒二极管和MOSFET)去完成高耐压，进而同时完成"高耐压"、"低导通电阻"、"高频"这三个个性。其它，带隙较宽，是Si的3倍，是以SiC功率器件纵使在高温下也也许不变劳动。

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SiCMOSFET特点

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器件结谈判特点

Si材估中越是高耐压器件，单元面积的导通电阻也越大（以耐压值的约2～2.5次方的比例增添），是以V以上的电压中紧要采取IGBT（绝缘栅极双极型晶体管）。IGBT经过电导率调制，向漂移层内注入做为多数载流子的空穴，是以导通电阻比MOSFET还要小，然则同时由于多数载流子的累积，在Turn-off时会产生尾电流，进而产生极大的开关耗费。SiC器件漂移层电阻比Si器件低，不须要举行电导调制就也许以MOSFET完成高耐压和低导通电阻。并且MOSFET旨趣上不产生尾电流，是以用SiC-MOSFET代替IGBT时，也许显然地增加开关耗费，并且完成散热部件的袖珍化。其它，SiC-MOSFET也许在IGBT不能劳动的高频前提下启动，进而也也许完成无源器件的袖珍化。与V～V的Si-MOSFET比拟，SiC-MOSFET的上风在于芯局部积小（可完成袖珍封装），并且体二极管的复原耗费特别小。紧要运用于产业机械电源、高效率功率调动器的逆变器或变换器中。

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准则化导通电阻

SiC的绝缘击穿场强是Si的10倍，是以也许以低阻抗、薄厚度的漂移层完成高耐压。是以，在不异的耐压值处境下，SiC也许获得单元面积导通电阻更低的器件。比如V时，SiC-MOSFET的芯片尺寸只要要Si-MOSFET的35分之1、SJ-MOSFET的10分之1，就也许完成不异的导通电阻。不只也许以小封装完成低导通电阻，并且也许使门极电荷量Qg、结电容也变小。SJ-MOSFET惟有V的产物，然则SiC却也许以很低的导通电阻轻便完成V以上的耐压。是以，没有须要再采取IGBT这类双极型器件构造（导通电阻变低，则开关速率变慢），就也许完成低导通电阻、高耐压、神速开关等各长处兼备的器件。

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Vd-Id个性

SiC-MOSFET与IGBT不同，不存在开启电压，是以从小电流到大电流的宽电流规模内都也许完成低导通耗费。而Si-MOSFET在℃时导通电阻飞腾为室温前提下的2倍以上，与Si-MOSFET不同，SiC-MOSFET的飞腾率对照低，是以易于热安排，且高温下的导通电阻也很低。

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启动门极电压和导通电阻

SiC-MOSFET的漂移层阻抗比Si-MOSFET低，然则另一方面，遵从目前的手艺程度，SiC-MOSFET的MOS沟道部份的转移率对照低，是以沟道部的阻抗比Si器件要高。是以，越高的门极电压，也许获得越低的导通电阻(Vgs=20V以上则渐渐饱和)。

泉源：中车时间半导体

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