SiC功率器件的概况
SiC(碳化硅)功率器件以其耐高温、耐高压、低开关损耗等特性,能有效实现电力电子系统的高效率、小型化、轻量化、高功率密度等要求,受到了新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域的追捧。
在车用领域,SiC功率器件在能量转换效率上的显著优势,能有效增加电动汽车的续航里程和充电效率。另外,SiC器件的导通电阻更低、芯片尺寸更小、工作频率更高,能够使电动汽车适应更加复杂的行驶工况。随着SiC良率的提升、成本的降低,SiC功率器件在新能源汽车上的装机量会大幅上升,SiC功率器件的车用需求也会迎来跨越式发展。
当前,SiC全球产业布局上,形成美、欧、日三强态势,但与第一代、第二代半导体材料相比,全球第三代半导体产业均还在发展初期,国内与主流SiC产业差距不大,为国产三代半产业提供了弯道超车、打入半导体元器件高端产业链的机会。
国产SiC功率器件面临的主要问题
目前,SiC产业普遍遇到的问题是良率低、成本高的瓶颈,而对于国产器件,一致性和可靠性也是其市场应用的拦路虎,要获取市场信任与认可,可靠性验证是必经之路。验证SiC功率器件高温与高压下的模拟寿命,可采用高温反偏(HTRB)作为基础的验证试验。
SiC功率器件的高温反偏试验HTRB
1、高温反偏试验HTRB的作用
高温反偏试验是模拟器件在静态或稳态工作模式下,以最高反偏电压或指定反偏电压进行工作,以研究偏置条件和温度随时间对器件的寿命模拟。甚至一些厂商还会将其作为一筛或二筛的核心试验。
2、高温反偏HTRB的试验条件
分立器件的高温反偏主要采用的试验标准有MIL-STD-750 方法1038、JESD22-A108、GJB 128A-1997 方法1038、AEC-Q101表2 B1项等。
各类标准从试验温度、反偏电压电参数测试均做出了明确的定义,而试验方法、原理均差别不大,其中,以车规的要求最为严苛,在模拟最高结温工作状态下,100%的反偏电压下运行1000h。
对于SiC功率器件而言,其最大额定结温普遍在175以上,而反偏电压已超过650V,更高的温度、更强的电场加速钝化层中可移动离子或杂质的扩散迁移,从而提前发现器件异常,较大程度地验证
SiC(碳化硅)功率器件以其耐高温、耐高压、低开关损耗等特性,能有效实现电力电子系统的高效率、小型化、轻量化、高功率密度等要求,受到了新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域的追捧。
在车用领域,SiC功率器件在能量转换效率上的显著优势,能有效增加电动汽车的续航里程和充电效率。另外,SiC器件的导通电阻更低、芯片尺寸更小、工作频率更高,能够使电动汽车适应更加复杂的行驶工况。随着SiC良率的提升、成本的降低,SiC功率器件在新能源汽车上的装机量会大幅上升,SiC功率器件的车用需求也会迎来跨越式发展。
当前,SiC全球产业布局上,形成美、欧、日三强态势,但与第一代、第二代半导体材料相比,全球第三代半导体产业均还在发展初期,国内与主流SiC产业差距不大,为国产三代半产业提供了弯道超车、打入半导体元器件高端产业链的机会。
国产SiC功率器件面临的主要问题
目前,SiC产业普遍遇到的问题是良率低、成本高的瓶颈,而对于国产器件,一致性和可靠性也是其市场应用的拦路虎,要获取市场信任与认可,可靠性验证是必经之路。验证SiC功率器件高温与高压下的模拟寿命,可采用高温反偏(HTRB)作为基础的验证试验。
SiC功率器件的高温反偏试验HTRB
1、高温反偏试验HTRB的作用
高温反偏试验是模拟器件在静态或稳态工作模式下,以最高反偏电压或指定反偏电压进行工作,以研究偏置条件和温度随时间对器件的寿命模拟。甚至一些厂商还会将其作为一筛或二筛的核心试验。
2、高温反偏HTRB的试验条件
分立器件的高温反偏主要采用的试验标准有MIL-STD-750 方法1038、JESD22-A108、GJB 128A-1997 方法1038、AEC-Q101表2 B1项等。
各类标准从试验温度、反偏电压电参数测试均做出了明确的定义,而试验方法、原理均差别不大,其中,以车规的要求最为严苛,在模拟最高结温工作状态下,100%的反偏电压下运行1000h。
对于SiC功率器件而言,其最大额定结温普遍在175以上,而反偏电压已超过650V,更高的温度、更强的电场加速钝化层中可移动离子或杂质的扩散迁移,从而提前发现器件异常,较大程度地验证
