功率器材職業(yè)發(fā)展到IGBT(絕緣層?xùn)?a href="http://zgjzwjg.cn">雙極晶體三極管)階段，硅基器材的功能早已貼近極限，邊際效益愈來愈高，而半導(dǎo)體材料器材工業(yè)鏈仍對(duì)大功率、高頻率轉(zhuǎn)化、高溫實(shí)際操作、高功率等具有愈來愈多的要求，因而以SiC(碳碳復(fù)合材料)、GaN(氮化鎵)等第三代半導(dǎo)體器材為要害的寬禁帶功率器材變成了科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)與新發(fā)展前景，并逐漸進(jìn)到運(yùn)用批量出產(chǎn)環(huán)節(jié)。
SiC功率器材功能長(zhǎng)處
SiC功率半導(dǎo)體的發(fā)展趨勢(shì)改善了輸出功率電源開關(guān)器材的硬電源開關(guān)特色，抗壓能夠到達(dá)數(shù)十萬伏，耐高溫能夠到達(dá)500℃之上。
功能長(zhǎng)處：
(1)寬禁帶可大幅度削減漏電流，從而下降高功率器材耗費(fèi);
(2)高擊穿場(chǎng)強(qiáng)可提高功率器材抗壓工作能力與電流強(qiáng)度，削減總體規(guī)格;
(3)高導(dǎo)熱系數(shù)可改善耐熱工作能力，有利于器材排熱，削減降溫設(shè)備容積，提高處理速度，提高功率;
(4)強(qiáng)防輻射工作能力，更適宜在外星球等輻照度規(guī)范下運(yùn)用。理論上，SiC器材是完結(jié)高壓、高溫、高頻率、大功率及防輻射緊密結(jié)合的理想化原材料，要害運(yùn)用于功率大的場(chǎng)所，可完結(jié)操控模塊及軟件體系的微型化、一體化，提高功率和體系軟件高效率。
SiC功率器材的核心技術(shù)
碳碳復(fù)合材料半導(dǎo)體功率器材的出產(chǎn)制作工業(yè)鏈涉及到內(nèi)容整體上分紅五個(gè)部分，即襯底、外延、器材、封裝、體系應(yīng)用，且全工業(yè)鏈涉及到較多的階段，如芯片加工、程序模塊規(guī)劃等。相對(duì)性于傳統(tǒng)式的硅基應(yīng)用技術(shù)，碳碳復(fù)合材料半導(dǎo)體功率器材出產(chǎn)制作中在要害因素具有較多的挑戰(zhàn)。
襯底和外延
襯底是功率器材的基本，因?yàn)楝F(xiàn)階段Si基功率器材出產(chǎn)廠商的絕大多數(shù)出產(chǎn)流水線適用4英寸之上的圓晶，因而4、6英寸及之上SiC襯底技術(shù)性的完善是SiC功率器材在悉數(shù)要害職業(yè)規(guī)模性運(yùn)用的必要條件。
SiC的單晶體成長(zhǎng)最常選用的是物理學(xué)液相傳送法，但SiC-SiO2界面的缺點(diǎn)相對(duì)密度高，安全通道電子器材電子密度底，形成半導(dǎo)體材料功能與穩(wěn)定性下降，不能夠反映出SiC原材料的長(zhǎng)處。伴隨著技術(shù)性的發(fā)展趨勢(shì)，依據(jù)共同柵空氣氧化加工工藝或管溝結(jié)構(gòu)等方法，已能夠出產(chǎn)制作出微管可視人流相對(duì)密度基本上為零的4和6英寸芯片，5.5英寸芯片也已經(jīng)開端研制，但成本費(fèi)較高，現(xiàn)階段銷售市場(chǎng)上的產(chǎn)品仍以4英寸單晶體襯底為主導(dǎo)。
外延原材料層面，SiC選用的是同質(zhì)性外延成長(zhǎng)發(fā)育技術(shù)性，機(jī)器設(shè)備與成長(zhǎng)發(fā)育技術(shù)性已較為完善，可成長(zhǎng)發(fā)育出超出100~200μm的SiC外延原材料，外延成長(zhǎng)發(fā)育中急待處理的是成長(zhǎng)缺點(diǎn)難題。
功率器材
最開端完結(jié)工業(yè)發(fā)展的SiC二極管中質(zhì)量指標(biāo)最大的是SiCSBD，SBD具有PN結(jié)肖特基勢(shì)壘復(fù)合結(jié)構(gòu)，可清除隧穿電流量對(duì)完結(jié)最大阻隔工作電壓的限制，充分運(yùn)用SiC臨界值穿透場(chǎng)強(qiáng)高的長(zhǎng)處。
SiC功率器材的科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)
SiC功率模塊分紅混和SiC操控模塊和全SiC功率模塊?；旌蚐iC功率模塊與相同額外電壓的SiIGBT操控模塊產(chǎn)品比照，可明顯提高輸出功率，大幅度削減開關(guān)損耗。全SiC功率模塊是在提高加工工藝規(guī)范及器材結(jié)構(gòu)，改善了結(jié)晶質(zhì)量后才完結(jié)了SiCSBD與SiCMOSFET一體化封裝，解決了高壓等級(jí)SiIGBT操控模塊輸出功率改換耗費(fèi)很大的難題，可在高頻率范疇中完結(jié)外場(chǎng)構(gòu)件微型化，但成本費(fèi)較高。
封裝技術(shù)性
封裝全過程中必須涉及到的電、熱和熱機(jī)械設(shè)備難題，在于器材的額外電壓和電流量水準(zhǔn)，傳統(tǒng)式的輸出功率封裝方法是完結(jié)SiC功率器材功能長(zhǎng)處的限制要素。
SiC功率器材的封裝原材料應(yīng)到達(dá)下列規(guī)范要求：
(1)具有優(yōu)良的傳熱性;
(2)具有優(yōu)質(zhì)的絕緣層特色;
(3)熱膨脹系數(shù)小，與SiC半導(dǎo)體器材的熱膨脹系數(shù)相符合;
(4)耐熱，在氣體氛圍300℃之上高溫自然環(huán)境中長(zhǎng)期堅(jiān)持平穩(wěn)。
伴隨著SiC功率器材全工業(yè)鏈中各類技術(shù)性的進(jìn)一步健全，將來各式各樣的SiC功率器材會(huì)在良品率、穩(wěn)定性和成本費(fèi)層面取得非常大改善，從而進(jìn)到全方位應(yīng)用推廣的環(huán)節(jié)，將引起電力電子技術(shù)的新改革。
