什么是碳化硅SiC？碳化硅的特性分析
什么是碳化硅sic？
近年来，使用“功率元器件”或“功率半导体”等说法，以大功率低损耗为目的二极管和晶体管等分立（分立半导体）元器件备受瞩目。这是因为，为了应对全球共通的“节能化”和“小型化”课题，需要高效率高性能的功率元器件。
然而，最近经常听到的“功率元器件”，具体来说是基于什么定义来分类的呢？恐怕是没有一个明确的分类的，但是，可按以高电压大功率的ac/dc转换和功率转换为目的的二极管和mosfet，以及作为电源输出段的功率模块等来分类等等。
sic（碳化硅）是一种由硅（si）和碳（c）构成的化合物半导体材料。表1-1列出了各种半导体材料的电气特征，sic的优点不仅在于其绝缘击穿场强（breakdown field）是si的10倍，带隙（energy gap）是si的3倍，而且在器件制造时可以在较宽的范围内实现必要的p型、n型控制，所以被认为是一种超越si极限的用于制造功率器件的材料。sic存在各种多型体（结晶多系），它们的物性值也各不相同。最适合于制造功率器件的是4h-sic，现在4inch～6inch的单晶晶圆已经实现了量产。
为什么要发展碳化硅?
第一代元素半导体材料：如硅（si）和锗(ge)；
第二代化合物半导体材料：如砷化镓（gaas）、磷化铟（inp）等；
第三代宽禁带材料：如碳化硅（sic）、氮化镓（gan）、氮化铝（aln）、氧化镓（ga2o3）等。
第三代半导体材料又称宽禁带半导体材料，和传统硅材料的主要区别在禁带宽度上。具体来说，禁带宽度是判断一种半导体材料击穿电压高低的重要标志，禁带宽度值越大，则这种材料做成器件耐高压的能力越强。除了更耐高压，碳化硅基功率器件在开关频率、散热能力和损耗等指标上也远远好于硅基器件。此外碳化硅材料能够把器件体积做的越来越小，能量密度越来越大，这也是全球主要的半导体巨头都在不断研发碳化硅器件的重要原因。
碳化硅的特性！
sic的绝缘击穿场强是si的10倍，因此与si器件相比，能够以更高的掺杂浓度并且膜厚更薄的漂移层制作出600v～数千v的高压功率器件。高压功率器件的电阻成分主要由该漂移层的电阻所组成，因此使用sic材料可以实现单位面积导通电阻非常低的高压器件。理论上当耐压相等时，sic在单位面积下的漂移层电阻可以降低到si的1/300。对于si材料来说，为了改善由于器件
高压化所带来的导通电阻增大的问题，主要使用例如igbt（insulated gate bipolar transistor：绝缘栅极双极型晶体管）等少数载流子器件（双极型器件），但是却存在开关损耗较大的问题，其结果是所产生的发热问题限制了igbt的高频驱动应用。sic材料能够以具有快速器件结构特征的多数载流子器件（肖特基势垒二极管和mosfet）实现高压化，因此可以同时实现“高耐压”、“低导通电阻”、“高频”这三个特性。另外，sic的带隙较宽、大约是si的3倍，因此能够实现在高温条件下也可以稳定工作的功率器件（目前由于受到封装的耐热
可靠性的制约，只保证到150℃～175℃，但是随着封装技术的发展，将来也可能达到200℃以上的保证温度）。
无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅sic功率器件、氮化镓gan光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业，从事碳化硅场效应管，碳化硅肖特基二极管、gan光电光耦继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关产品整体方案设计配套服务，总部位于江苏省无锡市高新技术开发区内，并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。
公司具有国内领先的研发实力，专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品，同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务，使客户的系统性能优异、灵活可靠，并具有成本竞争力。
公司的碳化硅功率器件涵盖650v/2a-100a，1200v/2a-90a，1700v/5a-80a等系列，产品已经投入批量生产，产品完全可以对标国际品牌同行的先进品质及水平。先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级、车规级可靠性测试的碳化硅mosfet系列产品，性能达到国际先进水平，应用于太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩、智能电网、高频电焊、轨道交通、工业控制特种电源、国防军工等领域。由于其具有高速开关和低导通电阻的特性，即使在高温条件下也能体现优异的电气特性，大幅降低开关损耗，使元器件更小型化及轻量化，效能更高效，提高系统整体可靠性，可使电动汽车在续航里程提升10%，整车重量降低5%左右，并实现设计用充电桩的高温环境下安全、稳定运行。
特别在高低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的研发团队。在国内创先设计开发了28nm光敏光栅开关pvg芯片技术，并成功量产应用于60v、400v、600v高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kvrms sop超小封装及3750kvrms隔离增强型常规smd、dip等不同封装，单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品，另包括200v soi mos/ligbt集成芯片、100v cmos/ldmos集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品，均获得市场及各重点科研单位、检测机构的新产品认定。
公司核心研发团队中大部分工程师拥有硕士及以上学位，并有多名博士主持项目的开发。公司建立了科技创新和知识产权管理的规范体系，在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计、器件模型提取等方面积累了众多核心技术，拥有多项国际、国内自主发明专利。
“国之重器，从晶出发，自强自主，成就百年”是国晶微半导体的企业目标，我们为员工提供精彩的发展空间，为客户提供精良的产品服务，我们真诚期待与您携手共赢未来。
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sic的绝缘击穿场强是si的10倍，因此与si器件相比，能够以更高的掺杂浓度并且膜厚更薄的漂移层制作出600v～数千v的高压功率器件。高压功率器件的电阻成分主要由该漂移层的电阻所组成，因此使用sic材料可以实现单位面积导通电阻非常低的高压器件。理论上当耐压相等时，sic在单位面积下的漂移层电阻可以降低到si的1/300。对于si材料来说，为了改善由于器件
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