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[经验] 浅析SiC-MOSFET

2019-9-17 09:05:05  736 SiC MOSFET
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SiC-MOSFET 是碳化硅电力电子器件研究中最受关注的器件。成果比较突出的就是美国的Cree公司和日本的ROHM公司。在国内虽有几家在持续投入,但还处于开发阶段, 且技术尚不完全成熟。从国内应用看,未来非常广泛且前景被看好。与圈内某知名公司了解到,一旦国内品牌谁先成功掌握这种技术,那它就会呈暴发式的增加。
在Si材料已经接近理论性能极限的今天,SiC功率器件因其高耐压、低损耗、高效率等特性,一直被视为“理想器件”而备受期待。然而,相对以往的Si材质器件,SiC功率器件在性能与成本间的平衡以及其对高工艺的需求,将成为SiC功率器件能否真正普及的关键。
     
近年来,随着国内多品牌的进入,SiC技术的门槛变得越来越低,价格也在逐步下降,应用领域也在慢慢扭转被海外品牌一统天下的局面。据统计,目前国内多家龙头企业已开始尝试与内资品牌合作。而SiC-MOSFET, 当前国内品牌尚不具备竞争优势。

碳化硅MOS的结构

碳化硅MOSFET(SiC MOSFET)N+源区和P井掺杂都是采用离子注入的方式,在1700℃温度中进行退火激活。一个关键的工艺是碳化硅MOS栅氧化物的形成。由于碳化硅材料中同时有Si和C两种原子存在,需要非常特殊的栅介质生长方法。其沟槽星结构的优势如下(图片来源网络):

      平面vs沟槽


SiC-MOSFET采用沟槽结构可最大限度地发挥SiC的特性。相比GAN, 它的应用温度可以更高。


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