碳化硅功率器件近年来越来越广泛应用于工业领域，不断地推陈出新，作为一种新型功率器件，与传统的硅基功率器件相比，在某些特定条件下具有独特的优势，但也存在一定的不足，似乎对于碳化硅元器件的普及还有一些技术难题。

　　1、SiCMOS对比硅器件的优势和特点！

　　SiCMOS对比IGBT

　　IGBT作为双极型器件，漂移层内注入空穴作为少数载流子，大幅降低了器件的导通电阻，但是同时由于少数载流子的积聚，在关断时会产生尾电流，从而造成极大的开关损耗。

　　SiCMOS由于材料特性其击穿场强远高于硅，故不需要很厚的漂移区厚度就可以实现高耐压和低阻抗，而且SiCMOS是单极型器件，原理上不产生尾电流，所以用SiCMOSFET替代IGBT时，在IGBT不能工作的高频条件下驱动，明显地减少开关损耗，并且实现散热部件的小型化。

　　低导通电阻(Rdson)

　　在高压器件中漂移区的导通电阻在器件总导通电阻所占比重很大，SiCMOS不需要很厚的漂移区厚度就可以实现高耐压，可以显著降低漂移区的导通电阻。另一方面器件的导通电阻和芯片面积成正比，相比SJ‐MOSFET，SiCMOS实现同样的导通电阻其芯片面积甚至可以减小10倍以上。

　　门极驱动电压

　　SiCMOS由于沟道迁移率较低，通常使用15V以上的电压驱动工作，沟道内流通数安培电流也需要8V以上的门驱动电压，具有和IGBT相当的防误触发能力。

　　开启特性(Turn-On)

　　SiCMOS的Turn-on速度与SiIGBT和SiMOSFET相当，大约几十ns。但是在感性负载开关的情况下，由通往上臂二极管的回流产生的恢复电流也流过下臂，SiFRD和SiMOS性能存在偏差，从而产生很大的损耗，而且在高温下该损耗有进一步增大的趋势。与此相反，SiC二极管不受温度影响，SiCMOS的体二极管Vf与碳化硅二极管相同，具有相当的快速恢复性能，可以减少Turn-on损耗（Eon）好几成。

　　关断特性(Turn-Off)

　　SiCMOS原理上不会产生如IGBT中经常见到的尾电流，即使在1200V以上的耐压值时也可以采用快速的MOSFET结构，所以，与IGBT相比，Turn-off损耗（Eoff）可以减少约90%，有利于电路的节能和散热设备的简化、小型化。另外，由于较大的开关损耗引起的发热会致使结温（Tj）超过额定值，所以IGBT通常不能在20KHz以上的高频区域内使用，但SiCMOS由于Eoff很小，所以可以进行50KHz以上的高频开关动作。通过高频化，可以使滤波器等被动器件小型化。

　　体二极管的 Vf和逆向导通

　　与SiMOS一样，SiCMOS体内也存在因PN结而形成的体二极管（寄生二极管）。但是由于SiC的带隙是Si的3倍，所以SiCMOS的PN二极管的开启电压大概是3V左右，比较大，而且正向压降（Vf）也比较高。当SiMOS外置回流用的快速二极管时，由于体二极管和外置二极管的Vf大小相等，为了防止朝向恢复慢的体二极管侧回流，必须在MOSFET上串联低电压阻断二极管，这样的话，既增加了器件数量，也使导通损耗进一步恶化。然而，SiCMOS的体二极管的Vf比回流用的快速二极管的Vf还要高出很多，所以当逆向并联外置二极管时，不需要串联低压阻断二极管。

　　体二极管的恢复特性

　　SiCMOS的体二极管由于少数载流子寿命较短，所以基本上没有出现少数载流子的积聚效果，与SBD一样具有超快速恢复性能（几十ns）。因此其恢复损耗可以减少到IGBT外置的FRD的几分之一到几十分之一。体二极管的恢复时间与SBD相同，是恒定的，不受正向输入电流If的影响（dI/dt恒定的情况下）。在逆变器应用中，即使只由MOSFET构成桥式电路，也能够实现非常小的恢复损耗，同时还预期可以减少因恢复电流而产生的噪音，达到降噪。

　　SiCMOS的技术难点

　　SiCMOS器件的栅氧化层界面存在与缺陷有关的杂质，与SiMOS相比，现阶段SiCMOS栅极氧化物中的非本征缺陷密度要高得多。这些外在的缺陷使栅极氧化层发生细微的变形，致使局部氧化层变薄。有些变形可能源自于EPI或衬底缺陷、金属杂质、颗粒，或在器件制造过程中掺入到栅极氧化层中的其他外来杂质，从而使得SiCMOS出现更高的早期失效概率。

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