碳化硅(SiC)是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導體材料,,世界各國對SiC的研究非常重視,,紛紛投入大量的人力物力積極發(fā)展,,美國,、歐洲、日本等不僅從國家層面上制定了相應的研究規(guī)劃,,而且一些國際電子業(yè)巨頭也都投入巨資發(fā)展碳化硅半導體器件,。
三大優(yōu)勢
與普通硅相比,,采用碳化硅的元器件有如下特性:
高壓特性
碳化硅器件是同等硅器件耐壓的10倍
碳化硅肖特基管耐壓可達2400V,。
碳化硅場效應管耐壓可達數(shù)萬伏,且通態(tài)電阻并不很大,。
高頻特性
高溫特性
SiC器件分類
SiC-MOSFET
SiC-MOSFET 是碳化硅電力電子器件研究中最受關注的器件,,成果最為突出的就是美國的Cree公司和日本的ROHM公司。
Cree公司2011 年推出首款碳化硅MOSFET,,可以降低光伏逆變器的損耗,,并使得其能夠在更高效率及更高功率密度下工作。2013年推出第二代碳化硅 MOSFET,,現(xiàn)今其SiC-MOSFET產(chǎn)品家族成員如下:
ROHM公司2002年開始SiC-MOSFET的基礎實驗,,2005年SiC-MOSFET樣品出貨,2010年量產(chǎn),。至今產(chǎn)品歷經(jīng)三代,,成功實現(xiàn)了由平面結構向溝槽結構的跨越。
ROHM公司SiC元器件發(fā)展歷程
平面vs溝槽
SiC-MOSFET采用溝槽結構可最大限度地發(fā)揮SiC的特性,。
在Si材料已經(jīng)接近理論性能極限的今天,,SiC功率器件因其高耐壓、低損耗,、高效率等特性,,一直被視為“理想器件”而備受期待。然而,,相對于以往的Si材質(zhì)器件,,SiC功率器件在性能與成本間的平衡以及其對高工藝的需求,將成為SiC功率器件能否真正普及的關鍵,。