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功率器件行業(yè)發(fā)展到IGBT(絕緣層柵雙極晶體三極管)階段，硅基器件的性能早已貼近極限，邊際效益愈來愈高，而半導體材料器件產(chǎn)業(yè)鏈仍對大功率、高頻率轉換、高溫實際操作、高功率等擁有愈來愈多的要求，因而以SiC(碳碳復合材料)、GaN(氮化鎵)等第三代半導體器件為關鍵的寬禁帶功率器件變成了科學研究網(wǎng)絡熱點與新發(fā)展前景，并逐漸進到運用批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

SiC功率器件性能優(yōu)點

SiC功率半導體的發(fā)展趨勢改進了輸出功率電源開關器件的硬電源開關特點，抗壓可以達到數(shù)十萬伏，耐高溫可以達到500℃之上。

性能優(yōu)點：

(1)寬禁帶可大幅度減少漏電流，進而降低高功率器件耗損;

(2)高擊穿場強可提升功率器件抗壓工作能力與電流強度，減少總體規(guī)格;

(3)高導熱系數(shù)可改進耐熱工作能力，有利于器件排熱，減少降溫設備容積，提升處理速度，提升功率;

(4)強防輻射工作能力，更合適在外星球等輻照度標準下運用。理論上，SiC器件是完成高壓、高溫、高頻率、大功率及防輻射緊密結合的理想化原材料，關鍵運用于功率大的場所，可完成控制模塊及軟件系統(tǒng)的微型化、一體化，提升功率和系統(tǒng)軟件高效率。

SiC功率器件的核心技術

碳碳復合材料半導體功率器件的生產(chǎn)制作產(chǎn)業(yè)鏈涉及到內(nèi)容整體上分成五個部分，即襯底、外延、器件、封裝、系統(tǒng)應用，且全產(chǎn)業(yè)鏈涉及到較多的階段，如芯片加工、程序模塊設計等。相對性于傳統(tǒng)式的硅基應用技術，碳碳復合材料半導體功率器件生產(chǎn)制造中在關鍵因素擁有較多的挑戰(zhàn)。

襯底和外延

襯底是功率器件的基本，因為現(xiàn)階段Si基功率器件生產(chǎn)廠商的絕大多數(shù)生產(chǎn)流水線適用4英寸之上的圓晶，因而4、6英寸及之上SiC襯底技術性的完善是SiC功率器件在全部關鍵行業(yè)規(guī)模性運用的必要條件。

SiC的單晶體生長最常選用的是物理學液相傳送法，但SiC-SiO2界面的缺點相對密度高，安全通道電子器件電子密度底，造成半導體材料性能與穩(wěn)定性降低，不可以反映出SiC原材料的優(yōu)點。伴隨著技術性的發(fā)展趨勢，根據(jù)獨特柵空氣氧化加工工藝或管溝構造等方式，已可以生產(chǎn)制造出微管可視人流相對密度基本上為零的4和6英寸芯片，5.5英寸芯片也已經(jīng)開始研發(fā)，但成本費較高，現(xiàn)階段銷售市場上的商品仍以4英寸單晶體襯底為主導。

外延原材料層面，SiC選用的是同質(zhì)性外延生長發(fā)育技術性，機器設備與生長發(fā)育技術性已較為完善，可生長發(fā)育出超出100~200μm的SiC外延原材料，外延生長發(fā)育中急待處理的是生長缺點難題。

功率器件

最開始完成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的SiC二極管中質(zhì)量指標最大的是SiCSBD，SBD具備PN結肖特基勢壘復合結構，可清除隧穿電流量對完成最大阻隔工作電壓的限定，充分運用SiC臨界值穿透場強高的優(yōu)點。

SiC功率器件的科學研究網(wǎng)絡熱點

SiC功率模塊分成混和SiC控制模塊和全SiC功率模塊?；旌蚐iC功率模塊與同樣額定電壓的SiIGBT控制模塊商品對比，可明顯提升輸出功率，大幅度減少開關損耗。全SiC功率模塊是在提升加工工藝標準及器件構造，改進了結晶品質(zhì)后才完成了SiCSBD與SiCMOSFET一體化封裝，解決了高壓等級SiIGBT控制模塊輸出功率變換耗損很大的難題，可在高頻率范疇中完成外場構件微型化，但成本費較高。

封裝技術性

封裝全過程中必須涉及到的電、熱和熱機械設備難題，在于器件的額定電壓和電流量水準，傳統(tǒng)式的輸出功率封裝方式是完成SiC功率器件性能優(yōu)點的限定要素。

SiC功率器件的封裝原材料應達到下列標準要求：

(1)具備優(yōu)良的傳熱性;

(2)具備優(yōu)質(zhì)的絕緣層特點;

(3)熱膨脹系數(shù)小，與SiC半導體器件的熱膨脹系數(shù)相符合;

(4)耐熱，在氣體氛圍300℃之上高溫自然環(huán)境中長期保持平穩(wěn)。

伴隨著SiC功率器件全產(chǎn)業(yè)鏈中各類技術性的進一步健全，將來各種各樣的SiC功率器件會在良品率、穩(wěn)定性和成本費層面獲得非常大改進，進而進到全方位應用推廣的環(huán)節(jié)，將引起電力電子技術的新改革。