英飞凌碳化硅技术大解析

SiC被发现并应用于工业生产已有百余年的历史，但是将其用于功率电子领域则是最近一二十年的进展。其物理、电子特性使得SiC材料的器件拥有比传统Si材料制品有更好的耐高温耐高压特性,从而能获得更高的功率密度和能源效率。英飞凌一直在不断开发碳化硅最前沿的技术，产品以及解决方案，致力于满足用户对节能，提升效率、缩减尺寸、系统集成和提高可靠性的需求。

电力电子未来发展的趋势之一是使用更高的开关频率以获得更紧密的系统设计,所以如何降低动态损耗至关重要。因为SiC材料的本征特性,SiC器件的电容相当小。在高频开关系统中,电容小也意味着开关损耗小。因为器件电容小,在高开关频率高功率的应用中SiC器件优势明显:

图 高开关频率高功率的应用中SiC优势明显

如果需要更高开关频率,则需要使用GaN材料的器件,但是GaN材料器件功率上有局限,因与本文无关,此处不题。

以英飞凌CoolSiC系列的第5代工艺肖特基二极管结构图为例,以便更直观的了解其特点:

从如下结构图上看,此结构为肖特基二极管与普通PN结二极管的组合。平时为肖特基二极管, 电流高的时,表现为PN结二极管(因为高电流时,PN结二极管正向压降小于肖特基二极管)。与其它厂商的SiC肖特基二极管在N型掺杂区上面多了P型掺杂区。这是结构上的主要差别,为的是同时结合两种二极管的优点于一身。衬底比较薄,以降低VF,增加热传导性。

图 英飞凌CoolSiC系列的第5代工艺肖特基二极管结构图

目前SiC的应用还局限于很小一部分功率系统,今后的几十年将是SiC器件获得更大规模应用的时期,不仅仅是从能耗上考虑,其体积与系统稳定性也会因为SiC的采用而更加优化。目前市场上的SiC产品的代表性厂商为英飞凌的CoolSiC™系列。目前推出的产品系列有:

CoolSiC™ MOSFET

CoolSiC™ 肖特基二极管

CoolSiC™MOSFET栅极驱动IC

结合碳化硅技术，英飞凌又推出了哪些前沿解决方案？未来，英飞凌碳化硅技术将如何发展？不如，让我们来次线下约会，你的疑问，我来解答！

2018年5月16日英飞凌将在深圳金茂万豪酒店举办2018英飞凌碳化硅发展论坛。届时，行业专家将齐聚一堂，我们诚邀您与英飞凌一起共同探讨碳化硅行业大势，分享技术革新。这场盛会将助您更进一步了解碳化硅的现状与发展，带您开启碳化硅的“芯”篇章,拥抱技术革新“芯”亮点，分享碳化硅技术“芯"思路。