碳化硅 （SiC）因其固有的寬帶隙和高導熱性材料特性而廣泛用于中高壓功率半導體器件制造。如今，肖特基二極管、MOSFET 和 JFET 是市場上最受歡迎的 SiC 功率器件。尤其是SiC 肖特基二極管已成功用于電源應用近 20 年。最早的 SiC 肖特基二極管采用純肖特基勢壘二極管 （SBD） 結構。后來，這演變成一種稱為結勢壘肖特基 （JBS） 的結構，具有低反向漏電流。最新的結構稱為合并 PN 肖特基 （MPS），顯示出大幅提高的浪涌電流處理能力。

威能半導體于2014年發布了基于100mm SiC晶圓的650V SiC MPS二極管，2017年發布了基于150mm高質量SiC晶圓的650V SiC MPS二極管。 今年早些時候，基于成熟的150mm晶圓技術，威能推出了1200V SiC MPS二極管和AEC -Q101 符合汽車標準的 650V SiC MPS 二極管。

威能擁有50多年的歷史傳承，在功率半導體器件設計方面有著豐富的經驗。設計過程包括根據客戶需求設定設計目標、使用 EDA 工具進行設備和工藝模擬、掩模設計和工藝設計、代工廠制造、組裝和可靠性測試。經過多輪試用、優化、壽命測試和應用測試，經過優化設計的合格產品發布。

With carefully designed P+島和獨特的歐姆接觸工藝，實現了對有效肖特基面積沒有顯著影響的高效浪涌電流傳導路徑。這使 WeEn SiC MPS 二極管具有出色的浪涌電流處理能力，而不會損失標稱電流傳導能力。

圖 1：WeEn SiC MPS 二極管的橫截面示意圖和電流分布

適用于生產功率器件的 SiC 晶片由兩層組成：厚襯底層和生長在其上的薄外延層。厚基板為大型 SiC 晶片提供了在半導體加工、處理和運輸過程中所需的機械穩定性。然而，基板的電功能是最小的。阻擋高反向電壓的二極管功能被外延層覆蓋，只有在正向操作時，襯底才起到電流傳導路徑的作用。不幸的是，該電流傳導路徑起到串聯電阻的作用。市售的 SiC 襯底不提供高摻雜濃度，因此串聯電阻非常明顯，特別是對于 650V SiC 器件。這會導致不希望的功率損失。

圖2：威能NXPSC04650 4A、650V MPS二極管與其他公司JBS二極管的正向IV特性對比@25℃

碳化硅是一種非常堅硬的材料，它對磨削等機械處理提出了多項挑戰：裂紋預防、表面粗糙度和厚度均勻性——僅舉幾例。盡管如此，領先的制造工藝和卓越的質量控制使維恩能夠提供與市場上標準產品相比基板厚度僅為基板厚度 1/3 的 SiC 產品。薄芯片為 WeEn SiC 二極管提供了更好的電流傳導能力和更低的熱阻。

嚴格的生產管理和質量控制是保證產品性能穩定的基本要素。為了向客戶提供最可靠的SiC二極管產品，維恩建立了完善的質量和可靠性控制系統和程序。所有 SiC 產品都必須經過 100% 靜態參數測試、100% 浪涌電流處理測試 （I FSM ） 和 100% 雪崩能力測試 （UIS）。產品符合 JEDEC 標準或更嚴格的可靠性測試要求；例如，HTRB 測試周期從 1000 小時延長至 3000 小時。

由于其優異的材料特性，碳化硅肖特基二極管的性能遠優于硅 PN 結二極管。結合先進的芯片設計能力和成熟的制造工藝，優質的碳化硅肖特基二極管現在由威能制造。