碳化硅（SiC）是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料，世界各國對(duì)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(yīng)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(dǎo)體器件。
三大優(yōu)勢(shì)
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(dá)2400V。
碳化硅場(chǎng)效應(yīng)管耐壓可達(dá)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(guān)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(chǔ)實(shí)驗(yàn)，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(shí)現(xiàn)了由平面結(jié)構(gòu)向溝槽結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(duì)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(duì)高工藝的需求，將成為SiC功率器件能否真正普及的關(guān)鍵。