功率器件行业进展到IGBT(绝缘栅双极晶体管)期间，硅基器件的机能曾经凑近极限，边沿成本越来越高，而半导体器件财产仍对高功率、高频切换、高温操纵、高功率密度等有着越来越多的需求，是以以SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)等第三代半导体材料为中央的宽禁带功率器件成为了协商热门与新进展方位，并渐渐加入运用量产阶段。

SiC功率器件机能上风

SiC功率半导体的进展改观了功率开关器件的硬开关特征，耐压可达数万伏，耐温可达℃以上。

机能上风：

(1)宽禁带可大幅减小走走电流，进而缩小高功率器件花费；

(2)高击穿场强可抬高功率器件耐压本领与电流密度，减小完全尺寸；

(3)高热导率可改观耐高温本领，有助于器件散热，减小散热设立体积，抬高集成度，增长功率密度；

(4)强抗辐射本领，更适当在外天外等辐照前提下运用。理论上，SiC器件是实行高压、高温、高频、高功率及抗辐射相连接的愿望材料，紧要运用于大功率场所，可实行模块及运用系统的袖珍化、集成化，抬高功率密度和系统效率。

SiC功率器件的关键技能

碳化硅半导体功率器件的制做财产链波及实质整体上分为五大块，即衬底、内涵、器件、封装、系统运用，且财产链波及较多的关节，如芯片临盆制做、功用模块策画等。相关于保守的硅基运用技能，碳化硅半导体功率器件临盆中在关键关节有着较多的挑战。

衬底和内涵

衬底是功率器件的基本，由于当今Si基功率器件临盆厂商的大部份临盆线援助4英寸以上的晶圆，是以4、6英寸及以上SiC衬底技能的老练是SiC功率器件在悉数重手法域大范围运用的前提前提。

SiC的单晶成长最常采纳的是物理气相传输法，但SiC-SiO2介面的弊端密度高，通道电子转移率底，致使半导体机能与靠得住性降落，不能显示出SiC材料的上风。跟着技能的进展，经过非凡栅氧化工艺或沟槽机关等办法，已可以临盆出微管密度险些为零的4和6英寸晶片，8英寸晶片也正在研发中，但成本较高，当今墟市上的产物仍以4英寸单晶衬底为主。

内涵材料方面，SiC采纳的是同质内涵成长技能，设立与成长技能已对比老练，可成长出超越~μm的SiC内涵材料，内涵成长中亟需处分的是成长弊端题目。

功率器件

起首实行财产化的SiC二极管中老练度最高的是SiCSBD，SBD具备PN结肖特基势垒复合机关，可消除隧穿电流对实行最高阻断电压的束缚，充足表现SiC临界击穿电场强度高的上风。

SiC功率器件的协商热门

SiC功率模块分为混杂SiC模块和全SiC功率模块。混杂SiC功率模块与平等额定电流的SiIGBT模块产物比拟，可显著抬高做事频次，大幅度升高开关花费。全SiC功率模块是在优化工艺前提及器件机关，改观了晶体品质后才实行了SiCSBD与SiCMOSFET一体化封装，处分了高压级别SiIGBT模块功率变换花费较大的题目，可在高频范围中实行外围部件袖珍化，但成本较高。

封装技能

封装历程中需求波及的电、热和热机器题目，取决于器件的电压等第和电流水准，保守的功率封装办法是实行SiC功率器件机能上风的束缚成分。

SiC功率器件的封装材料应知足如下请求：

(1)具备优异的导热性；

(2)具备崇高的绝缘特征；

(3)热膨胀系数小，与SiC半导体材料的热膨胀系数相般配；

(4)耐高温，在空气氛围℃以上高温处境中坚持波动。

跟着SiC功率器件财产链中各项技能的进一步完好，将来种种SiC功率器件会在制品率、靠得住性和成本方面得到很大改观，进而加入悉数推行运用的阶段，将激发电力电子技能的新革新。

参考根源：

[1]闫美存.碳化硅功率器件的关键技能及准则化协商

[2]葛海波等.碳化硅功率器件的关键技能及准则化协商

文稿根源：华夏粉体网

图片根源：拍信网

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