碳化硅 （SiC）因其固有的寬帶隙和高導(dǎo)熱性材料特性而廣泛用于中高壓功率半導(dǎo)體器件制造。如今，肖特基二極管、MOSFET 和 JFET 是市場上最受歡迎的 SiC 功率器件。尤其是SiC 肖特基二極管已成功用于電源應(yīng)用近 20 年。最早的 SiC 肖特基二極管采用純肖特基勢壘二極管 （SBD） 結(jié)構(gòu)。后來，這演變成一種稱為結(jié)勢壘肖特基 （JBS） 的結(jié)構(gòu)，具有低反向漏電流。最新的結(jié)構(gòu)稱為合并 PN 肖特基 （MPS），顯示出大幅提高的浪涌電流處理能力。

威能半導(dǎo)體于2014年發(fā)布了基于100mm SiC晶圓的650V SiC MPS二極管，2017年發(fā)布了基于150mm高質(zhì)量SiC晶圓的650V SiC MPS二極管。 今年早些時候，基于成熟的150mm晶圓技術(shù)，威能推出了1200V SiC MPS二極管和AEC -Q101 符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的 650V SiC MPS 二極管。

威能擁有50多年的歷史傳承，在功率半導(dǎo)體器件設(shè)計方面有著豐富的經(jīng)驗。設(shè)計過程包括根據(jù)客戶需求設(shè)定設(shè)計目標(biāo)、使用 EDA 工具進行設(shè)備和工藝模擬、掩模設(shè)計和工藝設(shè)計、代工廠制造、組裝和可靠性測試。經(jīng)過多輪試用、優(yōu)化、壽命測試和應(yīng)用測試，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的合格產(chǎn)品發(fā)布。

With carefully designed P+島和獨特的歐姆接觸工藝，實現(xiàn)了對有效肖特基面積沒有顯著影響的高效浪涌電流傳導(dǎo)路徑。這使 WeEn SiC MPS 二極管具有出色的浪涌電流處理能力，而不會損失標(biāo)稱電流傳導(dǎo)能力。

圖 1：WeEn SiC MPS 二極管的橫截面示意圖和電流分布

適用于生產(chǎn)功率器件的 SiC 晶片由兩層組成：厚襯底層和生長在其上的薄外延層。厚基板為大型 SiC 晶片提供了在半導(dǎo)體加工、處理和運輸過程中所需的機械穩(wěn)定性。然而，基板的電功能是最小的。阻擋高反向電壓的二極管功能被外延層覆蓋，只有在正向操作時，襯底才起到電流傳導(dǎo)路徑的作用。不幸的是，該電流傳導(dǎo)路徑起到串聯(lián)電阻的作用。市售的 SiC 襯底不提供高摻雜濃度，因此串聯(lián)電阻非常明顯，特別是對于 650V SiC 器件。這會導(dǎo)致不希望的功率損失。

圖2：威能NXPSC04650 4A、650V MPS二極管與其他公司JBS二極管的正向IV特性對比@25℃

碳化硅是一種非常堅硬的材料，它對磨削等機械處理提出了多項挑戰(zhàn)：裂紋預(yù)防、表面粗糙度和厚度均勻性——僅舉幾例。盡管如此，領(lǐng)先的制造工藝和卓越的質(zhì)量控制使維恩能夠提供與市場上標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比基板厚度僅為基板厚度 1/3 的 SiC 產(chǎn)品。薄芯片為 WeEn SiC 二極管提供了更好的電流傳導(dǎo)能力和更低的熱阻。

嚴(yán)格的生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制是保證產(chǎn)品性能穩(wěn)定的基本要素。為了向客戶提供最可靠的SiC二極管產(chǎn)品，維恩建立了完善的質(zhì)量和可靠性控制系統(tǒng)和程序。所有 SiC 產(chǎn)品都必須經(jīng)過 100% 靜態(tài)參數(shù)測試、100% 浪涌電流處理測試 （I FSM ） 和 100% 雪崩能力測試 （UIS）。產(chǎn)品符合 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)或更嚴(yán)格的可靠性測試要求；例如，HTRB 測試周期從 1000 小時延長至 3000 小時。

由于其優(yōu)異的材料特性，碳化硅肖特基二極管的性能遠(yuǎn)優(yōu)于硅 PN 結(jié)二極管。結(jié)合先進的芯片設(shè)計能力和成熟的制造工藝，優(yōu)質(zhì)的碳化硅肖特基二極管現(xiàn)在由威能制造?！　?/p>