阿里達摩院發表了2021十大科技趨勢，令業內歡欣鼓舞的是“以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體迎來應用大爆發”列為十大之首。未來幾年，以氮化鎵和碳化硅為代表的第三代半導體將在材料生長、器件制備等技術上實現突破，并應用于在光伏、充電、新能源汽車等新興領域。

碳化硅MOSFET在許多方面優于IGBT的卓越性能不用質疑。但與此同時，因其材料、結構的特殊性，碳化硅MOSFET的可靠性與壽命也一直是工程師們關注與討論的熱點。相比硅基IGBT，碳化硅MOSFET需要特殊的工藝、設計和測試來保證可靠性。

SiC能使用硅器件的許多著名概念和工藝技術，其中包括基本的器件設計，如垂直型肖特基二極管或垂直型功率MOSFET。因此，用于驗證硅器件長期穩定性的許多方法可以直接用到SiC上。但更深入的分析表明，基于SiC的器件還需要進行一些不同于Si器件的額外可靠性試驗。這是因為：

■SiC材料本身具有的特定缺陷結構、各向異性、機械性能和熱性能等

■更大的帶隙及其對MOS器件的界面陷阱密度和動力特性的影響

■材料本身及器件終端在運行中高達10倍的電場強度，以及高電場強度對氧化層壽命的影響

■高壓運行（VDS>1000V）與快速開關（> 50V/ns）相結合的新運行模式

所列項目可能對所有既有的質量認證試驗都有影響。由于力學特性不同，功率循環二次試驗所得的結果也會不同。與基于硅的功率器件不同的是，SiC的氧化層可靠性試驗設置還必須涵蓋阻斷模式下的穩定性。此外，許多現有的、用于規范加速試驗的合格標準，都必須利用模型推斷試驗數據，使其與現實世界里的應用條件建立關聯。必須驗證這些模型參數對于SiC的適用性和準確性。

在過去25年里開發和生產基于SiC的功率器件的過程中，英飛凌對所有這些項目進行了深入的分析。一邊開發新試驗用于測試基于硅的功率半導體器件所沒有的不同運行模式，一邊改進其他試驗以考慮到SiC特有的要求。必須強調的是，特性鑒定和驗證體系的主要組成部分是基于應用條件的應力分析。這樣做是為了能夠評估SiC器件的臨界運行條件，并了解新的潛在失效機制。

文章出處：【微信公眾號：英飛凌工業半導體】

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