在全球積極邁向低碳化的進(jìn)程中，電氣化成為了這一轉(zhuǎn)變的核心。新型電氣能源架構(gòu)下，一次能源到終端用戶的轉(zhuǎn)換次數(shù)顯著增加，盡管可再生能源本身是免費(fèi)的，但每一步轉(zhuǎn)換都會(huì)帶來(lái)能量損失。因此，提高能源轉(zhuǎn)換效率顯得尤為重要。在此背景下，碳化硅（SiC）作為功率半導(dǎo)體材料的能效提升技術(shù)，正逐漸成為實(shí)現(xiàn)高效能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。

SiC技術(shù)的雙重價(jià)值

SiC技術(shù)不僅在光伏、儲(chǔ)能和數(shù)據(jù)中心等大功率電源管理領(lǐng)域展現(xiàn)出色的能效表現(xiàn)，還在電動(dòng)車、高鐵動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)以及機(jī)器人伺服等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了設(shè)備的小型化、低成本和高效節(jié)能。這兩大市場(chǎng)需求——能效創(chuàng)新與設(shè)計(jì)創(chuàng)新，正是SiC技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的原因。隨著全球清潔能源需求的增長(zhǎng)，SiC的應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷擴(kuò)大，從工業(yè)生產(chǎn)到日常出行，處處可見其身影。

英飛凌：推動(dòng)零碳技術(shù)創(chuàng)新

英飛凌科技股份公司一直致力于提供更可靠的SiC技術(shù)，并倡導(dǎo)“最值得信賴的技術(shù)革命”。面對(duì)SiC技術(shù)日益普及的趨勢(shì)，英飛凌的目標(biāo)是成為首選的零碳技術(shù)創(chuàng)新伙伴。公司堅(jiān)信，未來(lái)的成功不在于競(jìng)爭(zhēng)，而在于合作。為此，英飛凌專注于與客戶共同創(chuàng)新，攜手創(chuàng)造共贏局面。

然而，在推廣SiC技術(shù)的過(guò)程中，即使是資深的研發(fā)工程師也常常遇到認(rèn)知誤區(qū)。例如，關(guān)于SiC MOSFET可靠性的爭(zhēng)論中，存在著一個(gè)普遍誤解：認(rèn)為平面柵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單元一致性好，可靠性更高；而溝槽柵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，底部電場(chǎng)集中，長(zhǎng)期可靠性差。實(shí)際上，這種觀點(diǎn)忽視了SiC材料本身的特性和制造工藝上的差異。

深入理解SiC MOSFET的可靠性

無(wú)論是Si還是SiC功率半導(dǎo)體器件，“柵極氧化層”都是影響其可靠性的關(guān)鍵因素之一。由于SiC襯底缺陷、顆粒雜質(zhì)等因素的影響，SiC MOSFET的柵極氧化層容易出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致器件壽命縮短。相比之下，英飛凌采用的Trench溝槽柵技術(shù)通過(guò)使用更高的篩選電壓來(lái)檢測(cè)并減少氧化層中的缺陷，從而提高了器件的整體可靠性。這一點(diǎn)是平面柵難以達(dá)到的，因?yàn)槠矫鏂诺臇艠O氧化層更薄，限制了其承受更高篩選電壓的能力。

此外，由于SiC材料各向異性的特性，使得水平方向的氧化層界面缺陷密度遠(yuǎn)高于垂直方向。這就意味著，采用溝槽柵技術(shù)可以利用垂直方向界面缺陷較少的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更高的性能和可靠性。形象地說(shuō)，如果將電子流動(dòng)比作汽車行駛，那么SiC采用溝槽柵技術(shù)就像是在顛簸路況下挖掘了一條地下高速隧道，能夠更有效地避免因表面缺陷造成的阻礙，保證電流順暢通過(guò)。

雖然追求更低導(dǎo)通電阻看似有利于提升單一電氣參數(shù)的表現(xiàn)，但如果缺乏對(duì)SiC材料物理底層的深刻理解和科學(xué)的篩選方法，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中的可靠性問(wèn)題。英飛凌憑借超過(guò)40年的溝槽柵技術(shù)積累和對(duì)溝槽底部電場(chǎng)均勻設(shè)計(jì)的深入研究，在SiC領(lǐng)域占據(jù)了可靠性的領(lǐng)先地位，為推動(dòng)全球零碳化進(jìn)程提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。