SiC功率器件是什么，都有哪些特征？

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2022-11-26 20:57:29 752

想要了解SiC功率器件是什么，都有哪些特征？首先我們得知道SiC材料的物性和特征。

SiC（碳化硅）是一種由Si（硅）和C（碳）構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體材料。不僅絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)是Si的10倍，帶隙是Si的3倍，而且在器件制作時(shí)可以在較寬范圍內(nèi)控制必要的p型、n型，所以被認(rèn)為是一種超越Si極限的功率器件材料。
SiC中存在各種多型體（結(jié)晶多系），它們的物性值也各不相同。
用于功率器件制作，4H-SiC最為合適。

那么SiC功率器件的特征也就很好理解了，SiC的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)是Si的10倍，因此與Si器件相比，能夠以具有更高的雜質(zhì)濃度和更薄的厚度的漂移層作出600V～數(shù)千V的高耐壓功率器件。
高耐壓功率器件的阻抗主要由該漂移層的阻抗組成，因此采用SiC可以得到單位面積導(dǎo)通電阻非常低的高耐壓器件。
理論上，相同耐壓的器件，SiC的單位面積的漂移層阻抗可以降低到Si的1/300。
而Si材料中，為了改善伴隨高耐壓化而引起的導(dǎo)通電阻增大的問(wèn)題，主要采用如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor : 絕緣柵極雙極型晶體管）等少數(shù)載流子器件（雙極型器件），但是卻存在開(kāi)關(guān)損耗大的問(wèn)題，其結(jié)果是由此產(chǎn)生的發(fā)熱會(huì)限制IGBT的高頻驅(qū)動(dòng)。 SiC材料卻能夠以高頻器件結(jié)構(gòu)的多數(shù)載流子器件（肖特基勢(shì)壘二極管和MOSFET）去實(shí)現(xiàn)高耐壓，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn) "高耐壓"、"低導(dǎo)通電阻"、"高頻" 這三個(gè)特性。
另外，帶隙較寬，是Si的3倍，因此SiC功率器件即使在高溫下也可以穩(wěn)定工作。

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