碳化硅作為一種寬禁帶功率器件，受到人們越來越多的關注。碳化硅器件的高頻、高壓、耐高溫、開關速度快、損耗低等特性，使電力電子系統的效率和功率密度朝著更高的方向前進。在新能源發電、電動汽車等一些重要領域也展現出其巨大的應用潛力。
論壇現場
近日，在第八屆國際第三代半導體論壇（IFWS）&第十九屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA）期間，“碳化硅功率電子器件技術論壇“如期召開。由浙江大學求是特聘教授、浙江大學電氣工程學院院長盛況教授和復旦大學上海碳化硅功率器件工程技術研究中心主任張清純教授共同主持。
主持人：浙江大學求是特聘教授、浙江大學電氣工程學院院長盛況教授
主持人：復旦大學上海碳化硅功率器件工程技術研究中心主任張清純教授
該論壇由該分會由勵德愛思唯爾信息技術（北京）有限公司、中國電子科技集團公司第四十八研究所、北京北方華創微電子裝備有限公司、江蘇博睿光電股份有限公司、南京芯干線科技有限公司、蘇州博湃半導體技術有限公司、深圳市先進連接科技有限公司、江蘇省第三代半導體研究院協辦支持。
會上，奧地利維也納工業大學微電子研究所所長、教授Tibor GRASSER，北京智慧能源研究院功率半導體所副總師楊霏，中國電子科技集團公司第四十八研究所、半導體裝備研究部主任鞏小亮，浙江大學特聘研究員任娜，北京北方華創微電子裝備有限公司第一刻蝕事業部副總經理謝秋實，復旦大學副研究員雷光寅，德國弗勞恩霍夫研究所研究員Eckart HOENE，東南大學教授劉斯揚，江蘇博睿光電股份有限公司副總經理梁超，西安電子科技大學副教授孫樂嘉，南京芯干線科技有限公司董事長兼CTO傅玥，賀利氏電子中國區研發總監張靖，中國電子科技集團公司第五十五研究所劉奧，武漢大學工業科學研究院研究員張召富等來自國內外的知名專家、學者和企業代表共同參與，圍繞碳化硅功率電子器件前沿技術分享主題報告。
奧地利維也納工業大學微電子研究所所長、教授Tibor GRASSER帶來了題為“SiC MOSFET中電荷陷阱效應的物理模擬”的線上主題報告。
北京智慧能源研究院功率半導體所副總師楊霏做了題為“6500V SiC MOSFET器件研制及電力電子變壓器工程應用”的主題報告。報告分詳細介紹了新能源，新電網，新器件。6500VSiC MOSFET器件研制，全SiC電力電子變壓器研制。他表示，在國家重點研發計劃“戰略性先進電子材料”專項支持下，北京智慧能源研究院功率半導體所聯合國內16家科研院所、高校及產業單位，歷經6年自主攻關，實現了Sic材料-芯片-器件-測試-驅動-裝置應用全鏈條技術突破。能源革命促進了電力電子裝備的廣泛應用，將從根本上改變電網形態。碳化硅器件理論上具有高結溫、高電壓、低損耗的特點，非常適合電網應用，其廣泛應用將推動電網的電力電子化進程。碳化硅器件在電力系統應用仍然面臨著高電壓、大電流、長期可靠性等挑戰，需要材料、器件、應用協同攻關。
碳化硅既是芯片領域鍛造長板的重大機會，也是快速響應新能源低碳經濟、電力電子革命的重要抓手，是國家芯片和新能源戰略交匯點。中國電子科技集團公司第四十八研究所、半導體裝備研究部主任鞏小亮做了題為“SiC功率器件制造裝備技術及發展趨勢”的主題報告，介紹了SiC工藝特點及裝備需求，SiC核心裝備發展現狀及趨勢以及48所SiC裝備產業布局等內容，報告指出，SiC作為功率芯片定位，對線寬和集成度的要求低于大規模集成電路，是國產裝備規模化應用從泛半導體走向高端的極佳發展平臺。中國電科48所重點圍繞SiC全鏈條開展核心裝備開發、迭代與應用，以SiC外延、高溫高能離子注入、高溫氧化/激活為代表的系列設備實現批量應用，并將形成6-8英寸兼容解決方案；化合物特性和工藝的快速變革式發展和大批量應用要求裝備在研發、驗證及規模化應用中必須加強工藝協同，以快速推進持續創新和迭代升級，同時積極布局原始創新和正向設計；行業關注度已下沉至原材料、零部件、測試儀器、工業軟件等更為基礎的領域，需要積極構建強大而健康的生態鏈協同發展。
浙江大學特聘研究員任娜做了題為“1200V SiC MOSFET抗輻射可靠性研究”的主題報告。報告詳細介紹了抗輻射SiC MOSFET研究意義，SiC MOSFET單粒子效應，SiC MOSFET電離輻射總劑量效應。1200V SiC MOSFET，輻射討釋中漏源電壓為300V以上時，器件退化，漏電增加，漏源電壓為500V以上時，器件發生單粒子燒毀，與國外報道結果類似，目前單粒子燒毀是SiC MOSFET的致命性難題。簡單增加SiC外延層厚度可以稍許增加單粒子燒毀閾值電壓Vds，但不是同比例增加，取決于SiC漂移區內部電場強度的建立，超級結技術可以提高抗單粒子能力.采用電場屏蔽結構，降低柵氧層和SiC內部電場強度，增加表面空穴導流結構，有利于提高器件的抗單粒子燒毀能力。常規SiC MOSFET器件采用的熱氧SiO2氮鈍化工藝，總劑量效應產生的團值電壓漂移非常嚴中，尤其是在Vas偏置電壓較大的情況下更是如此。需要針對抗輻射應用開發抗輻射加固柵氧工藝，不能單方面追求界面態密度指標，需要研究氧化硅空穴捕獲陷阱的產生機理及其抑制方法，實現器件常規電學特性與抗輻射性能之間的協同優化。
北京北方華創微電子裝備有限公司第一刻蝕事業部副總經理謝秋實做了題為“等離子刻蝕技術在第三代化合物半導體領域的應用”的主題報告。報告從應用驅動，碳化硅市場迎來繁榮。技術突破，刻蝕設備助力產業發展。開拓創新，NAURA 8英寸刻蝕完整解決方案三大版塊展開分享。在應用需求的強勁推動下，8英寸市場繁榮發展，其中，電動汽車、無人駕駛、車輛網驅動半導體的需求暴增10倍，物聯網成為8英寸晶圓重獲新生的關鍵驅動力。大陸6/8英寸擴產熱潮來襲，在此良機下，國產設備助力產業發展。新技術發展對8英寸刻蝕提出了新的需求，新的需求為國產設備發展提供良機，北方華創提供8英寸刻蝕完整解決方案，擁有成本、使用成本優勢，并發揮本體供應商優勢，以客戶為中心打造全方位售后服務。
復旦大學副研究員雷光寅做了題為“比電阻3.3毫歐.平方厘米的1200伏14毫歐SiC MOSFET”的主題報告。報告從背景和意義，設備結構和特點，可靠性測試結果三個方面展開分享。報告顯示，Sic MOsFET具有低導通電阻（3.3mΩ·cm/@Vas=18V已實現；1200V/14mΩSic MosfET裝置用于Ev牽引逆變器應用；根據AEC-Q101驗證了器械的恢復性HV-H3TRB測試條件。
德國弗勞恩霍夫研究所研究員Eckart HOENE分享了電力電子中的封裝、集成和快速切換：已經取得了什么成就，下一步是什么？他表示未來兩個主要發展方向：提高性能和降低成本；適應低成本的生產流程，適應高性能的生產流程；自動化生產為在發達國家重建包裝提供了機會，到目前為止，異構集成僅適用于DC/DC轉換器，其中便利性和高產量是這一發展的驅動因素。無需考慮寄生效應的高性能開關是開關單元的類似動機。
東南大學教授劉斯揚做了題為“電熱應力下碳化硅功率MOSFET損傷的多尺度探測表征方法”的主題報告。報告從降級檢測、故障監測、新的挑戰三個方面出發做了詳細闡述。
江蘇博睿光電股份有限公司副總經理梁超做了題為“第三代半導體封裝用高性能陶瓷基板及金屬化技術”的主題報告，報告指出，AlN陶瓷基板的熱導率提升有利于助推其更廣闊的應用前景；超高導熱AlN陶瓷基板的低成本制造技術突破關乎AlN陶瓷基板材料能否進入更多應用領域的關鍵因素；高性能AlN陶瓷基板與DPC金屬化技術的充分結合，將會更好的滿足未來高密度封裝的發展需求。
西安電子科技大學副教授孫樂嘉做了題為”SiC基等離子體波脈沖功率器件與應用研究“的主題報告，結合脈沖功率技術與發展趨勢，分享了斷開型 4H-SiC DSRD 器件和閉合型 4H-SiC DAS 器件研究進展。報告指出隨著脈沖功率的超寬帶、高頻化、小型化、高效化的發展需求，SiC等離子體波器件突破了原有Si基器件的物理極限，在高阻斷電壓下，將器件開關速度穩定推至皮秒級，大幅擴展了脈沖功率技術覆蓋的功率范圍與時間尺度，在未來超寬帶脈沖通訊與雷達、生物醫療及電子對抗等領域具有極廣闊的應用前景；材料特性與終端結構對SiC等離子體波器件的性能影響顯著，如何減少材料缺陷，優化體內電場分布，提出更優秀的終端結構阻止芯片邊緣擊穿仍是重大挑戰。SiC等離子體波器件的皮秒級開關特性對電路寄生參數、離子注入與抽取控制精度更為敏感，對器件參數和電路參數的匹配提出更高要求，后續工作需要通過數值、解析模型建立器件的Spice模型，提高電路仿真與設計的準確性。
南京芯干線科技有限公司市場總監孔令濤做了題為“GaN HEMT與SIC MOSFET在戶用儲能PCS方向應用優勢”的主題報告，介紹了光伏微逆系統、光伏發電系統、風電發電系統，以及車載用電、變頻空調、UPS、5G通信、充電電路，雙向PCS等用電系統、GaN高功率密度電源的應用難點及解決方案，以及高功率密度GaN電源變換器等。
賀利氏電子中國區研發總監張靖做了題為”汽車電源模塊用DtC無銀Si3N4 AMB基板”的主題報告， 電源模塊的包裝配置，Si3N4襯底是最適合EV應用的SiC封裝解決方案，2025年Si3N4基板市場份額顯著增加，成熟的市場需要經濟高效的解決方案，使用具有不同熱性能的Si3N4板提供“足夠好”的MCS，開發無銀釬焊膏降低價格，通過提高生產力降低價格。
武漢大學工業科學研究院研究員張召富做了題為“4H-SiC MOSFET中界面碳團簇的形成和遷移率退化機理”的主題報告。SiC是一種具有SiO2原生氧化物的關鍵功率半導體，但其MOSFET場效應遷移率由于多年未知的機制而大大降低。碳基簇缺陷被證明是遷移率下降的最有利原因，然而，目前還沒有一個一致的模型能夠充分解釋這種團簇的熱化學起源、它們的大密度（即低形成能）以及它們在帶隙中的能譜。報告中介紹了SiC/SiO2界面上混合sp2-sp3碳簇的模型，該模型一致地解釋了遷移率退化的實驗觀察結果。具有混合sp2-sp3特性的碳簇具有低的形成能，給出了高缺陷密度和具有SiC帶邊緣周圍狀態的PDOS光譜，適合于解釋導致SiC中觀察到的遷移率退化的載流子捕獲。
中國電子科技集團公司第五十五研究所劉奧做了題為“SiC MOSFET熱阻精確測量技術研究”的主題報告，結合的數據，分享了研究進展與成果。報告指出，在傳統的熱阻測試方法中，器件的柵極氧化物狀態是穩定的，并且在柵極受到電壓應力之后，閾值電壓不會漂移。人們認為，柵極偏置應力期間柵極氧化物狀態的不穩定性導致了熱阻測試過程中的誤差。體二極管加熱模式是SiC MOSFET熱阻測量的最佳加熱模式。
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