什么是碳化硅（SiC）

    碳化硅（SiC）半導體材料是現(xiàn)今市場上常用的新材料，與常用的初代半導體材料硅（Si）相比，它的優(yōu)勢有很多。 

    碳化硅（SiC）是原子復合物而不是單晶，碳化硅的物理性質取決于碳，硅原子在晶體中的布置，并且性能之間的主要差異是硅和碳原子的相對數量以及不同的原子排列結構。常見的典型典型的是Hexa-Square晶體系統(tǒng)的結構，稱為6H-SiC，4H-SiC和3C-SiC。

    與常用的初代半導體材料硅（Si）相比，碳化硅（SiC）半導體材料在多個方面具有顯著的優(yōu)點。碳化硅（SiC）具有寬帶（2至3次Si），突出了場的強度（10倍Si），高導熱率（Si3次）和強輻射抗性。

    目前，以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體材料的發(fā)展開始受到重視，并在智能電網、電動汽車、軌道交通、新能源并網、開關電源、工業(yè)電機以及家用電器等領域得到應用，展現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。

    碳化硅（SiC）是第三代半導體材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物。跟傳統(tǒng)半導體材料硅相比，它具有高臨界擊穿電場、高電子遷移率等明顯的優(yōu)勢，是制造高壓、高溫、抗輻照功率半導體器件的優(yōu)良半導體材料，也是目前綜合性能最好、商品化程度最高、技術最成熟的第三代半導體材料，與硅材料的物理性能對比，主要特性包括：

（1）臨界擊穿電場強度是硅材料近10倍；

（2）熱導率高，超過硅材料的3倍；

（3）飽和電子漂移速度高，是硅材料的2倍；

（4）抗輻照和化學穩(wěn)定性好；

（5）與硅材料一樣，可以直接采用熱氧化工藝在表面生長二氧化硅絕緣層。

    比如，在相同耐壓級別條件下，Si-MOSFET必須要做得比較厚，而且耐壓越高厚度就會越越厚，導致材料成本更高。在柵極和漏極間有一個電壓隔離區(qū)，這個區(qū)越寬，內阻越大，功率損耗越多，而SiC-MOSFET可以講這個區(qū)域做得更薄，達到Si-MOSFET厚度的1/10，同時漂移區(qū)阻值降低至原來的1/300。導通電阻小了,能量損耗也就小了，性能得到提升。

SiC和Si性能大比拼

    SIC優(yōu)勢主要有以下三點：

（1）更低的阻抗，帶來更小尺寸的產品設計和更高的效率；

（2）更高頻率的運行，能讓被動元器件做得更??；

（3）能在更高溫度下運行，意味著冷卻系統(tǒng)可以更簡單。

    另外，SiC-SBD（肖特基二極管）與Si-FRD的恢復特性對比，SiC-SBD的恢復過程幾乎不受電流、溫度影響；SiC-MOS與Si-IGBT/Si-MOS的開關特性比較時，開關off時的損耗大幅減少，體二極管的恢復特性尤其好。

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