半導(dǎo)體市場(chǎng)的最新趨勢(shì)是廣泛采用碳化硅（SiC）器件，包括用于工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用的肖特基勢(shì)壘二極管（SBD）和功率 MOSFET。與此同時(shí)，由于可供分析的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)有限，這些器件的長(zhǎng)期可靠性成為一個(gè)需要解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。一些 SiC 供應(yīng)商已開(kāi)始根據(jù)嚴(yán)格的工業(yè)和汽車(chē)（AEC-Q101）標(biāo)準(zhǔn)來(lái)認(rèn)證 SiC 器件，而另一些供應(yīng)商不但超出了這些認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，還能為惡劣環(huán)境耐受性測(cè)試提供數(shù)據(jù)。為了使 SiC 器件在任務(wù)和安全關(guān)鍵型應(yīng)用中保持較高的普及率，應(yīng)將這種認(rèn)證和測(cè)試策略與特定的設(shè)計(jì)規(guī)則相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)高雪崩耐受性，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

　　市場(chǎng)快速增長(zhǎng)

　　SiC 器件的市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年加速增長(zhǎng)，主要推動(dòng)因素是運(yùn)輸行業(yè)的電氣化。SiC 管芯將成為車(chē)載充電器和動(dòng)力傳動(dòng)牽引系統(tǒng)等應(yīng)用的模塊中的基本構(gòu)件。由于雪崩擊穿的臨界電場(chǎng)較高，因此高壓 SiC 器件的外形比同類(lèi)硅器件小得多，并且可以在更高的開(kāi)關(guān)頻率下工作。SiC 的熱性能也十分出色，它不但擁有良好的散熱性能，還能在高溫下工作。實(shí)際上，最高工作溫度通?？蛇_(dá) 175 °C，很少超過(guò) 200 °C，主要限制為裝配工藝（焊接金屬和封裝材料）。SiC 器件本質(zhì)上比硅器件更高效，切換到 SiC 管芯可以極大減少模塊中單個(gè)管芯的數(shù)量。隨著 SiC 器件從利基市場(chǎng)轉(zhuǎn)向主流市場(chǎng)，與大規(guī)模生產(chǎn)爬坡效應(yīng)相關(guān)的主要挑戰(zhàn)正逐漸被克服。為輕松實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，制造廠正在建立可與現(xiàn)存硅生產(chǎn)線共用工具的 SiC 生產(chǎn)線。這種安排可有效降低 SiC 管芯的成本，因?yàn)檫@樣做可與 Si 生產(chǎn)線分擔(dān)開(kāi)銷(xiāo)。隨著晶圓供應(yīng)商大幅度提高產(chǎn)能，近來(lái)在晶圓供貨方面的限制已不再是問(wèn)題。由于 4H-SiC 襯底和外延生長(zhǎng)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在可提供晶體缺陷密度極低的高質(zhì)量 6 英寸晶圓。根據(jù)電氣參數(shù)測(cè)試可知，晶圓質(zhì)量越高，SiC 器件的產(chǎn)量就越高。但請(qǐng)務(wù)必記住，由于這些器件僅僅上市幾年，因此其現(xiàn)場(chǎng)可靠性數(shù)據(jù)十分有限。此外，由于 SiC 器件自身也面臨著一系列挑戰(zhàn)，因此其認(rèn)證比硅器件的認(rèn)證困難得多。在 SiC 器件中，反向偏置條件下的電場(chǎng)高出將近一個(gè)數(shù)量級(jí)。如果不采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)則，這種高電場(chǎng)很容易損壞柵極氧化層。SiC 柵極氧化層界面附近的陷阱密度也高得多。結(jié)果是，由于陷阱帶電，因此老化測(cè)試期間可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定性。一直以來(lái)，我們都專注于提高長(zhǎng)期可靠性，而取得的成果也令人欣慰，最近的報(bào)告顯示器件已通過(guò)嚴(yán)格的工業(yè)和汽車(chē)（AEC-Q101）標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。除此之外，SiC 供應(yīng)商也已開(kāi)始采取下一步行動(dòng)，即為惡劣環(huán)境耐受性測(cè)試提供數(shù)據(jù)。