各种SiC功率器件的研究和开发进入迅速发展时期

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电力电子器件的最新发展趋势

电力电子器件的最新发展趋势现代的电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）至关重要，从而已迅速发展成为一门独立学科领域。

它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门，毫无疑问，它将成为本世纪乃至下世纪重要关键技术之一。

近几年西方发达的国家，尽管总体经济的增长速度较慢，电力电子技术仍一直保持着每年百分之十几的高速增长。

从历史上看，每一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。

以功率器件为核心的现代电力电子装置，在整台装置中通常不超过总价值的20%～30%，但是，它对提高装置的各项技术指标和技术性能，却起着十分重要的作用。

众所周知，一个理想的功率器件，应当具有下列理想的静态和动态特性：在截止状态时能承受高电压；在导通状态时，具有大电流和很低的压降；在开关转换时，具有短的开、关时间，能承受高的di/dt和dv/dt，以及具有全控功能。

自从50年代，硅晶闸管问世以后，20多年来，功率半导体器件的研究工作者为达到上述理想目标做出了不懈的努力，并已取得了使世人瞩目的成就。

60年代后期，可关断晶闸管GTO实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到1kHz以上。

70年代中期，高功率晶体管和功率MOSFET问世，功率器件实现了场控功能，打开了高频应用的大门。

80年代，绝缘栅门控双极型晶体管(IGBT) 问世，它综合了功率MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。

它的迅速发展，又激励了人们对综合功率MOSFET和晶闸管两者功能的新型功率器件- MOSFET门控晶闸管的研究。

因此，当前功率器件研究工作的重点主要集中在研究现有功率器件的性能改进、MOS门控晶闸管以及采用新型半导体材料制造新型的功率器件等。

下面就近几年来上述功率器件的最新发展加以综述。

一、功率晶闸管的最新发展1．超大功率晶闸管晶闸管（SCR）自问世以来，其功率容量提高了近3000倍。

功率器件国内外现状、水平和发展趋势

功率器件国内外现状、水平和发展趋势下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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功率半导体器件发展概述

功率半导体器件发展概述功率半导体器件是指能够承受较高电流和电压的半导体器件。

它们广泛应用于电力电子、汽车电子、航天航空等领域，具有高效率、小体积、轻量化等优势，对能源的高效利用和环境保护具有重要作用。

下面将对功率半导体器件的发展历程进行概述。

20世纪40年代，晶体管的发明和发展催生了功率半导体器件的诞生。

最早的功率半导体器件是由晶体管和二极管组成的，如功率晶体三极管和功率二极管。

这些器件应用于通信、电视、广播等领域，开启了功率半导体器件的发展之路。

20世纪50年代，随着半导体材料和制造工艺的不断改进，出现了一系列新型功率半导体器件，如功率MOSFET、功率势控晶体管（SCR）等。

这些器件具有更高的电压、电流承受能力，广泛应用于电力电子和工业自动化控制系统。

20世纪60年代至70年代，随着功率电子技术的进一步发展，功率半导体器件的性能得到了进一步提升。

功率MOSFET得到了广泛应用，功率MOSFET的开关速度和导通电阻都有很大改进，使其在高频率开关电源和高速交流电机等应用中具有重要作用。

此外，绝缘栅双极晶体管（IGBT）也成为功率半导体器件的重要代表，它结合了功率MOSFET和功率BJT的优点，具有低导通压降和高开关速度等优势，被广泛应用于交流变频调速系统。

20世纪80年代至90年代，功率半导体器件的发展受到了电子信息技术快速发展的推动。

新型器件的不断涌现，如GTO（大功率双极晶闸管）、SIT（静电感应晶体管）、电流模式控制晶闸管（IGCT）等，使得功率半导体器件在电动车、电力系统和工业自动化等领域得到了广泛应用。

进入21世纪以来，功率半导体器件的发展重点逐渐从性能提升转向能源效率和可靠性改进。

新型器件的研究和开发不断涌现，如SiC（碳化硅）功率器件、GaN（氮化镓）功率器件等。

这些器件具有更低的开关损耗和更高的工作温度，具备更高的效率和更小的体积，被广泛应用于新能源、新能源汽车等领域。

总的来说，功率半导体器件在过去几十年中经历了从晶体管、二极管到MOSFET、SCR，再到IGBT、GTO和新材料器件的发展过程。

全球及中国碳化硅(SiC)行业现状及发展趋势分析

全球及中国碳化硅（SiC）行业现状及发展趋势分析一、碳化硅产业概述碳化硅是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

碳化硅是一种半导体，在自然界中以极其罕见的矿物莫桑石的形式存在。

自1893年以来已经被大规模生产为粉末和晶体，用作磨料等。

在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅是应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。

中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体。

碳化硅常用品种二、碳化硅行业发展相关政策近年来，随着半导体行业的迅速发展，碳化硅行业也受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。

国家陆续出台了多项政策，鼓励碳化硅行业发展与创新，如科技部在2020年发布的《“战略性先进电子材料”重点专项2020年度项目》中指出支持功率碳化硅芯片和器件在移动储能装置中的应用(应用示范类)，为碳化硅行业提供了良好的发展环境。

碳化硅行业发展相关政策相关报告：产业研究院发布的《2024-2030年中国碳化硅（SiC）行业发展运行现状及投资战略规划报告》三、碳化硅行业产业链1、碳化硅行业产业链结构图碳化硅行业产业链主要包括原材料、衬底材料、外延材料以及器件和模块等环节。

在上游，原材料主要包括各类硅烷、氮化硼等，这些原材料经过加工后制成碳化硅衬底材料。

碳化硅衬底材料进一步加工后，可以制成外延材料。

碳化硅器件和模块被广泛应用于各个领域，包括5G通信、新能源汽车、光伏、半导体、轨道交通、钢铁行业、建材行业等。

碳化硅行业产业链结构图2、碳化硅行业上游产业分析碳化硅产业链价值量倒挂，关键部分主要集中在上游端，其中衬底生产成本占总成本的47%，外延环节成本占23%，合计上游成本占到碳化硅生产链总成本的约70%。

其中衬底制造技术壁垒最高、价值量最大，既决定了上游原材料制备的方式及相关参数，同时也决定着下游器件的性能，是未来碳化硅大规模产业化推进的核心。

宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望

Ｐｏｗｅｒ
ａｎｄＣｈａｌｌｅｎｇｅ
ＺＨＡＮＧＢｏ，ＤＥＮＧＸｉａｏ－ｃｈｕａｎ，ＺＨＡＮＧＹｏｕ—ｒｌｌｎ，ＬＩＺｈａｏ－ｊｉ（ＳｔａｔｅｋｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍｓａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
第２期２００９年４月
中国露；料譬研宪隍学板
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣＡＥＩＴ
Ｖ０１．４ＮＯ．２Ａｐｒ．２００９
宽禁带半导体ＳｉＣ功率器件发展现状及展望
张波，邓小川，张有润，李肇基
（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都６１００５４）
摘要：碳化硅（ＳｉＣ）是第三代半导体材料的典型代表，也是目前晶体生长技术和器件制造水平最
美国ＤＡＲＰＡ高功率电子器件应用计划—— ＨＰＥ的目标有四个（如图１所示），即，大尺寸高质量ＳｉＣ导电衬底和轻掺杂的厚外延材料生长技术；１０～２０ｋＶ的ＳｉＣ功率器件（ＰｉＮ、ＭＯＳＦＥＴ和ＩＧＢＴ等）制造技术；大功率ＳｉＣ器件的测试、可靠性和封
万方数据
装技术；集成ＳｉＣ功率器件模块的２．７ＭＶＡ固态功率变电站（ＳＳＰＳ，ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｐｏｗｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏ子和光电子领域Ｊ均研究热点。
２ＳｉＣ功率半导体器件发展现状
２。１ＳｉＣ功率整流器功率整流器是功率半导体器件的重要分支，主
要包括肖特基势垒二极管（ＳＢＤ，ｓｃｈｏｔｔｋｙｂａｒｒｉｅｒｄｉ— ｏｄｅ），ＰｉＮ二极管和结势垒肖特基二扳管（ＪＢＳ，ｊｕｎｃ— ｔｉｏｎｂａｒｒｉｅｒｓｅｈｏｔｔｋｙｄｉｏｄｅ）。
２１世纪初，美国国防先进研究计划局（ＤＡＲ— ＰＡ）启动的宽禁带半导体技术计划（ＷＢＧＳＴＩ，ｗｉｄｅｂａｎｄｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ），成为加速和改善ＳｉＣ、ＧａＮ等宽禁带材料和器件特性的重要“催化剂”，并极大地推动了宽禁带半导体技术的发展。它同时在全球范围内引发了激烈的竞争，欧洲ＥＳＣＡＰＥＥ和日本ＮＥＤＯ也迅速开展了宽禁带半导体技术的研究。

SiC功率半导体器件技术发展现状及市场前景

SiC功率半导体器件技术发展现状及市场前景近年来，Si功率器件结构设计和制造工艺日趋完善，已经接近其材料特性决定的理论极限，依靠Si器件继续完善来提高装置与系统性能的潜力十分有限。

本文首先介绍了SiC功率半导体器件技术发展现状及市场前景，其次阐述了SiC功率器件发展中存在的问题，最后介绍了SiC功率半导体器件的突破。

SiC功率半导体器件技术发展现状1、碳化硅功率二极管碳化硅功率二极管有三种类型：肖特基二极管（SBD）、PiN二极管和结势垒控制肖特基二极管（JBS）。

由于存在肖特基势垒，SBD具有较低的结势垒高度。

因此，SBD具有低正向电压的优势。

SiC SBD的出现将SBD的应用范围从250 V提高到了1200 V。

同时，其高温特性好，从室温到由管壳限定的175℃，反向漏电流几乎没有增加。

在3 kV以上的整流器应用领域，SiC PiN和SiC JBS二极管由于比Si整流器具有更高的击穿电压、更快的开关速度以及更小的体积和更轻的重量而备受关注。

2、单极型功率晶体管，碳化硅功率MOSFET器件硅功率MOSFET器件具有理想的栅极电阻、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性。

在300V以下的功率器件领域，是首选的器件。

有文献报道已成功研制出阻断电压10 kV 的SiC MOSFET。

研究人员认为，碳化硅MOSFET器件在3kV～5 kV领域将占据优势地位。

尽管遇到了不少困难，具有较大的电压电流能力的碳化硅MOSFET器件的研发还是取得了显著进展。

另外，有报道介绍，碳化硅MOSFET栅氧层的可靠性已得到明显提高。

在350℃条件下有良好的可靠性。

这些研究结果表明栅氧层将有希望不再是碳化硅MOSFET的一个显著的问题。

3、碳化硅绝缘栅双极晶体管（SiC BJT、SiC IGBT）和碳化硅晶闸管（SiC Thyristor）最近报道了阻断电压12kV的碳化硅P型IGBT器件，并具有良好的正向电流能力。

碳化硅IGBT器件的导通电阻可以与单极的碳化硅功率器件相比。

SiC材料到底有多大的作用？

SiC 材料到底有多大的作用？
在可以预见的未来，我们将看到SiC 对电力电子行业产生的革命性影响。

SiC-MOSFET 用于太阳能，UPS，工业等应用时，可以使得逆变器效率更高，输出功率更大，系统尺寸更小，致冷系统更简单（散热器体积更小或
采用空气对流致冷）。

上世纪四五十年代，以硅(Si)和锗(Ge)为代表的第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。

经过几十年的发展，硅材料的制备与工艺日臻完美，Si 基器件的设计和开发也经过了多次迭代和优化，正在逐渐接近硅材料的极限，Si 基器件性能提高的潜力愈来愈小。

现代电子技术对半导体材料提出了高温、高功率、高压、高频以及抗辐射
等新要求，而宽带隙第三代半导体材料SiC 拥有卓越的开关性能、温度稳定性和低电磁干扰(EMI)，极其适合下一代电源转换应用，如太阳能逆变器、电源、电动汽车和工业动力。

SiC 功率器件的研发始于1970 年代，80 年代SiC 晶体质量和制造工艺获得大幅改进，随着90 年代高品质6H-SiC 和4H-SiC 外延层生长技术的成功应用，各种SiC 功率器件的研究和开发进入迅速发展时期。

SiC 是由硅和碳组成的化合物半导体材料，C 原子和Si 原子不同的结合方式使SiC 拥有多种晶格结构，如4H,6H,3C 等等。

4H-SiC 因为其较高的载流子迁移率，能够提供较高的电流密度，常被用来做功率器件。

下表是4H-SiC 与Si 物理特性对比。

我们可以清楚地看到4H-SiC 禁带宽度为Si 的3 倍，击穿场强为Si 的10 倍，漂移率为Si 的2 倍，热导率为Si 的2.5 倍。

图1：Si，4H-SiC，SiC 物理参量对比。

SiC功率器件研究与应用进展

摘要：综述了ＳｉＣ材料、ＳｉＣ二极管（ＳＢＤ、ＪＢＳ等）、ＳｉＣ结型场效应晶体管（ＪＦＥＴ）、ＳｉＣ金属氧
化物场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）和ＳｉＣ绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）器件的研究进展，以及ＳｉＣ功率器件商品化应用情况。
关键词：碳化硅；肖特基势垒二极管；金属．氧化物半导体场效应晶体管中图分类号：ＴＮ６０５文献标识码：Ａ文章编号：１００４．４５０７（２０１７）０６．０００１．０６
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＳｉＣＰｏｗｅｒＤｅｖｉｃｅｓ
ＷＡＮＧＪｉａｎｇｍｅｉ，ＷＡＮＧＹｏｎｇｗｅｉ
ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＭＯＳＦＥＴ）
ＳｉＣ与ＧａＮ同为第三代宽禁带半导体材料。
由于ＳｉＣ材料具有禁带宽度大、击穿电场强度高、
上制定了相应的研究规划，而且一些国际电子业
件的研究非常重视，美、欧、日等不仅从政府层面
收稿日期：２０１７．１１ — １Ｏ
半导体制造工艺与设备
临难以逾越的瓶预。以ＳｉＣ为代表的第三代半

sic功率器件发展现状

sic功率器件发展现状
近年来，SIC功率器件作为一种新型能源电子器件，正在迅速
发展。

SIC（碳化硅）功率器件具有优异的性能，包括高电压
承受能力、高温操作能力、低开关损耗、高频响应能力以及低电阻等特点。

目前，SIC功率器件的发展主要集中在两个方面：一是提高器
件性能，二是降低成本。

在提高器件性能方面，近年来的研究重点是增加器件的击穿电压和增加器件的开关频率。

增加器件的击穿电压可以提高其在高压应用中的可靠性，拓宽了SIC功率器件的应用领域。

此外，增加器件的开关频率可以提高器件的转换效率和响应速度，使其更适用于高频应用，如电动汽车、太阳能逆变器等。

为了实现上述目标，研究者们采取了多种方法。

一种是通过改进SIC材料的制备工艺，如改变生长温度、气体流量和沉积
速率等参数，以提高材料的质量和晶格结构。

另一种是通过优化器件结构，如改变器件的结电极设计和增加复合结构等，以提高器件的击穿电压和开关速度。

在降低成本方面，研究者们主要集中在两个方面：一是降低材料成本，二是提高器件制造工艺的可扩展性。

降低材料成本可以通过改进材料的生产工艺和降低原材料成本来实现。

提高器件制造工艺的可扩展性则可以通过优化制造流程和减少工艺步骤来实现。

尽管SIC功率器件的发展还面临一些挑战，如过渡层缺陷和生产工艺不稳定等，但随着技术的不断进步和研究的深入，SIC功率器件有望成为能源电子领域的重要组成部分，推动能源电子技术的发展。

功率半导体器件发展历程

功率半导体器件发展历程功率半导体器件是一种能够在高电压和高电流条件下工作的半导体器件。

它们在电力电子领域中起着至关重要的作用，用于控制和转换电能，广泛应用于电力系统、工业控制、交通运输和可再生能源等领域。

功率半导体器件的发展历程可以追溯到上个世纪，经历了多个阶段的技术突破和创新。

最早的功率半导体器件之一是晶闸管，它于1957年由美国贝尔实验室的研究人员发明。

晶闸管是一种双向导通的器件，可以控制大电流，用于交流电路的控制和开关。

然而，晶闸管存在一些局限性，如开关速度慢、损耗大等问题，限制了其在高频高效率应用中的发展。

随着功率半导体器件技术的不断进步，20世纪60年代出现了晶闸管的改进型——双向可控硅（SCR），它具有更好的性能和可靠性，被广泛应用于交流电路的控制和调节。

在此基础上，又发展出了双向可控晶闸管（TRIAC），用于交流电路的双向控制。

20世纪70年代，随着功率半导体器件技术的进一步发展，出现了场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等新型功率器件。

MOSFET具有高速开关、低损耗和高频特性，适用于直流和低频交流电路。

而IGBT结合了场效应晶体管和双极型晶体管的优点，具有高压高频特性，成为目前最常用的功率开关器件，被广泛应用于电力变频调速、电动汽车、风力发电等领域。

近年来，随着功率半导体器件技术的不断创新和进步，出现了SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等新材料的应用，使功率半导体器件在高温、高频、高压等极端环境下表现出更优异的性能，为电力电子领域的发展带来了新的机遇和挑战。

总的来说，功率半导体器件经过多年的发展历程，从晶闸管到IGBT，再到SiC和GaN等新型器件，不断推动着电力电子技术的进步和应用领域的拓展。

随着新材料和新技术的不断涌现，功率半导体器件必将在未来发展出更加高效、可靠和智能的产品，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

SIC与GAN的发展中存在的问题

SiC和GaN功率器件发展中存在的问题近年来，Si功率器件结构设计和制造工艺日趋完善，已经接近其材料特性决定的理论极限，依靠Si器件继续完善来提高装置与系统性能的潜力十分有限。

随着SiC和GaN外延材料和器件制造工艺技术取得重大进展，各种SiC和GaN功率器件的研究和开发蓬勃开展起来。

尽管SiC和GaN功率器件取得了令人鼓舞的进展，已经有了许多实验室产品，而且部分产品已经进入市场，但是SiC和GaN产品的大规模应用还需做大量工作。

1 SiC功率器件发展中存在的问题在商业化市场方面：(1)昂贵的SiC单晶材料。

由于Cree公司技术性垄断，一片高质量的4英寸SiC单晶片的售价约5000美元，然而相应的4英寸Si片售价仅为7美元。

如此昂贵的SiC单晶片已经严重阻碍了SiC器件的发展。

(2)Cree公司的技术垄断。

由于Cree公司在世界各国申请了许多专利，严重制约了其他公司在SiC领域的发展。

在技术方面：(1)SiC单晶材料虽然在导致SiC功率半导体性能和可靠性下降的致命缺陷微管密度降低和消除方面近年来取得很大进展，但位错缺陷等其他缺陷对元件特性造成的影响仍未解决。

(2)SiC器件可靠性问题。

SiC MOSFET器件目前存在两个主要技术难点没有完全突破：低反型层沟道迁移率和高温、高电场下栅氧可靠性。

与Si MOSFET相比，体现不出SiC MOSFET 的优势。

(3)高温大功率SiC器件封装问题。

2 GaN功率器件发展中存在的问题在商业化市场方面：GaN单晶生长技术还不成熟，在一定程度上阻碍了GaN功率器件的广泛应用。

由于受其外延片结构的限制，使得基于硅基的GaN功率器件击穿电压多低于1200 V，从而限制了GaN 功率器件在更高工作电压领域内的应用。

蓝宝石衬底的GaN功率器件由于衬底低的热传导系数而限制了在大功率方面的应用。

相对昂贵的SiC单晶片同样会阻碍基于SiC衬底的GaN功率器件的广泛应用。

GaN功率器件在技术方面，同样存在着诸多挑战。

电子设备行业深度研究：SiC：功率皇冠上的明珠，行业进入黄金期

[Table_Title]电子设备行业深度研究SiC：功率皇冠上的明珠，行业进入黄金期2021 年 12 月 20 日【投资要点】◆SiC高性能材料，适用于高压、高频场景。

与Si相交，SiC禁带宽度更大，热导率、击穿电厂强度更高，在高压高频等应用场景具有优势。

与SI器件相较，SiC器件的特性有1）耐高温，SiC器件的极限工作温度为600℃以上，Si器件不能超过300℃。

2）易散热，SiC材料的热导率是Si的2-3倍，因此SiC器件对散热设计的要求更低。

3）低损耗，相同规格下，SiC MOS的总能量损耗较Si IGBT降低70%。

4）可实现更高的工作频率。

因此SiC器件适用于高频率开关、650V-3.3kV 高压场景，目前制约SiC大规模应用的因素是价格，我们预计随着上游衬底产能逐步释放，良率提高，价格或将逐步降低。

◆SiC市场进入风口期。

根据Yole数据，全球SiC功率器件市场规模将从2019年的5.4亿美元增加至2025年的25.6亿美元，CAGR为30%，根据CASA Research数据，2020-2025年中国SiC、GaN电力电子器件市场规模CAGR为45%，新能源汽车和光伏储能是SiC功率器件增长的主要推动力。

补能焦虑是新能源汽车阿喀琉斯之踵，汽车800V高压平台技术逐渐冒尖，使用SiC的新能源汽车系统成本或与使用Si器件成本相差不大，因此我们认为汽车高压平台涌现促进SiC器件渗透率提升。

此外SiC器件能够促进能源高效转换，在光伏储能领域也起着至关重要作用，CASA预计至2025年光伏逆变器中SiC器件占比将提升至50%。

◆产能扩张+衬底尺寸扩大是未来的趋势。

SiC晶圆制造难度较大，全球SiC晶圆供给紧张，美国在SiC晶圆市占率较高，我们认为主因发达国家较早布局SiC晶圆片。

各国纷纷布局SiC产业，通过产能扩张和扩大衬底尺寸缓解产能紧平衡的状态，中国也在加大投资力度缩小与国外差距。

中国与全球在SiC产业的差距表现有：1）衬底：目前全球SiC衬底从6吋向8吋逐渐演变，中国SiC商业化衬底以4吋为主，正在逐步向6吋过渡。

国内外SiC器件功率研究动态

1，预言和实际水平对于碳化硅的前景，2004年就有人在分析了SiC半导体材料在功率半导体器件各种杰出成果后，写文章预言：“2010年碳化硅器件将主宰功率半导体市场”。

现今2010年早已过去四年，实际并不尽然，显然和“预言”相差甚远。

(1)国外情况2013年的PCIM Asia电力电子展览会上三菱电机展出了多种SiC功率器件，应该说这些产品代表了当前SiC功率器件的国际水平。

其中用于工业设备的产品有：1200V/75A混合碳化硅-IPM、1200V/800A全碳化硅模块、600V/200A混合碳化硅IPM，以及1700V/1200A混合碳化硅-HVIGBT。

碳化硅功率器件的市场领先者科锐公司推出全新产品系列-50A碳化硅功率器件。

包括：“1200VZ-FET ”、“1700VZ-FET”碳化硅MOSFET器件和50A/1700V、50A/1200V和50A/650V三款Z-Rec碳化硅肖特基二极管。

科锐表示："正是科锐通过不断的创新，以及科锐在碳化硅领域独创的材料技术、晶圆片工艺和器件设计，才使得这样技术突破得以实现。

从而能够取代在大功率、高电压应用领域中的低效传统硅IGBT器件。

"尽管如此，从电流和电压参数来说上述产品远远不及相应的Si半导体器件水平。

(2)国内情况国内近年来西安理工大学、西安电子科技大学微电子所、中科院半导体所等单位一直坚持不懈进行碳化硅材料及其器件的研究，但从市场上市产品来看，多数为SiC肖特基二极管、其参数大致范围为：击穿电压为600V、1200V、1700V 等级别。

以工作电流分：1A, 2A,3A, 4A, 5A,6A, 8A, 10A,20A(击穿电压600V)2A, 5A,10A, 20A, 30A,40A(击穿电压1200V)也有报道已有碳化硅场效应管问世，但未查到实际产品。

与国外相比，有不小的差距。

2，存在问题分析和展望半导体发展历史说明某一种器件的成功出现与理论上的突破、新型结构设计，更有实现这些结构所做的工艺上的创新分不开的。

SiC

碳化硅电力电子器件研发进展与存在问题1 引言借助于微电子技术的长足发展，以硅器件为基础的电力电子技术因大功率场效应晶体管（功率MOS）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）等新型电力电子器件的全面应用而臻于成熟。

目前，这些器件的开关性能已随其结构设计和制造工艺的相当完善而接近其由材料特性决定的理论极限，依靠硅器件继续完善和提高电力电子装置与系统性能的潜力已十分有限。

于是，依靠新材料满足新一代电力电子装置与系统对器件性能的更高要求，早在世纪交替之前就在电力电子学界与技术界形成共识，对碳化硅电力电子器件的研究与开发也随之形成热点。

作为一种宽禁带半导体材料，碳化硅不但击穿电场强度高、热稳定性好，还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点，可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件，应用于硅器件难以胜任的场合，或在一般应用中产生硅器件难以产生的效果。

使用宽禁带材料可以提高器件的工作温度。

6H- SiC 和 4H-SiC的禁带宽度分别高达3.0 eV 和 3.25 eV，相应的本征温度可高达800 °C以上；即就是禁带最窄的3C-SiC，其禁带宽度也在2.3eV左右。

因此，用碳化硅做成的器件，其最高工作温度有可能超过600°C。

功率开关器件的反向电压承受力与其漂移区（单极器件）或基区（双极器件）的长度和电阻率有关，而单极功率开关器件的通态比电阻又直接决定于漂移区的长度和电阻率，因而与其制造材料击穿电场强度的立方成反比[ ]。

使用击穿电场强度高的材料制作高压功率开关，其电阻率不必选择太高，器件的漂移区或基区也不必太长。

这样，不但其通态比电阻会大大降低，工作频率也会大大提高。

碳化硅的击穿电场强度是硅的8倍，其电子饱和漂移速度也是硅的2倍，更有利于提高器件的工作频率，因而碳化硅单极功率开关不单是通态比电阻很低，其工作频率一般也要比硅器件高10倍以上。

热导率高则使碳化硅器件可以在高温下长时间稳定工作。

此外，碳化硅还是目前唯一可以用热氧化法生成高品质本体氧化物的化合物半导体。

碳化硅器件研发史

碳化硅器件研发史全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：碳化硅器件的研发始于20世纪80年代初。

当时，人们开始关注新型半导体材料的研究，并希望能够找到一种更适合高频、高温、高功率等特殊环境条件下工作的材料。

碳化硅由于其优异的物理特性引起了研究人员的兴趣，在此背景下，碳化硅器件的研发工作开始逐渐展开。

起初，碳化硅器件的研发主要集中在晶体生长技术和器件制备工艺方面。

随着科技的不断进步，碳化硅器件的研发工作不断深入。

1990年代初，碳化硅器件的制备工艺得到了进一步改善，人们开始尝试制备碳化硅功率器件和光电器件。

在此期间，许多国际知名的半导体公司和研究机构相继加入了碳化硅器件的研究与开发工作。

他们在晶体生长、器件设计、封装工艺等方面做出了许多重要的贡献，推动了碳化硅器件技术的迅速发展。

2000年代初，碳化硅器件的研发进入了一个新的阶段。

在此期间，碳化硅器件的性能得到了进一步提升，包括功率密度、工作温度范围和可靠性等方面。

碳化硅器件的产量和市场需求也逐渐增加，其在电力电子、新能源、航空航天等领域的应用得到了迅速推广。

许多国家和地区开始加大对碳化硅器件研发的投入，竞争格局逐渐形成。

近年来，碳化硅器件的研发取得了一系列重要突破。

在晶体生长技术方面，人们已经实现了大尺寸和高质量的碳化硅单晶生长。

在器件结构设计方面，碳化硅功率器件的性能得到了显著提升，功率密度和效率均得到了明显提高。

在封装工艺方面，碳化硅器件的可靠性和稳定性得到了进一步提升，大幅降低了故障率。

目前，碳化硅器件已经开始在电动汽车、光伏逆变器、高速列车等领域得到广泛应用，成为半导体行业的一个重要方向。

第二篇示例：碳化硅（SiC）器件是一种重要的半导体器件，具有高温、高频、高功率等优势，被广泛应用于电力电子、汽车电子、通信等领域。

碳化硅器件的研发历史可追溯到20世纪中叶，经过几十年的努力，已经取得了显著的进展，使得碳化硅器件逐渐成为替代传统硅器件的重要趋势。

SiC功率器件的研究和展望

（西安电子科技大学微电子学院，教育部宽禁带半导体重点实验室，陕西西安７０７）１０１
摘要：分析了碳化硅（ｉ）ＳＣ功率器件的研究现状与发展趋势，给出了在ＳＣ功率整流二极管、ｉｉＳＣ功率晶体管以及关键工艺中取得的最新研究成果。研制出了具有较好整流特性的ＳＣ肖特基势垒二极管，ｉ并对其输运机理和高温特性进行了研究。研制成功了国内第一个ＳＣＭＳ二极管，ｉＰ耐压高达６０正向电压为３５０Ｖ，．ｖ时电流密度可达１０Ａｃ０／。０ｍ研制出国内第一个ＳＣＭＯＦＴ和第一个ＳＣＢＭＯＦＴｉＳＥｉＣＳＥ。所制备的ＳＣＢＭＯＦＴ可得到最高为９２Ｖ・）ｉＣＳＥ０ｍ／Ｓ的ｃ（
中图分类号：Ｎ０．４Ｔ３４２＋文献标识码：Ａ文章编号：００ｌｏ２０）２００ — ０１０一０Ｘ（０８１— ０００
ＳｔｙａｒｐｃｉｅＯＳＣｗｅｖｃｓｕｄｎｄＰｅｓｅｔｖＲｉＰｏｒＤｅｉｅ
ＺＨＡＮＧＹｕｍｉｇＡＮＧＸｉｏｙｎ．ＨＡＮＧＹｉｎ．ｎ．Ｔａ－ａＺ．ｍｅ
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碳化硅器件研发史

碳化硅器件研发史
碳化硅器件的研发历史可以追溯到20世纪50年代，当时碳化硅的晶体生长技术开始发展，但应用非常有限。

随着科技的不断进步，碳化硅材料的生长技术和加工工艺在20世纪80年代末和90年代初取得了重大突破，这进一步推动了碳化硅器件的研究和开发。

进入21世纪后，碳化硅开始在高功率电子和高温应用领域得到广泛应用，如电力变换器、太阳能逆变器、电动车充电器等。

在这一阶段，碳化硅器件的研发得到了快速的发展，各种碳化硅材料、器件结构和制备工艺得到了广泛的研究和应用。

其中，1989年北卡罗来纳州立大学（NCSU）的B. Jayant Baliga首次描述了将碳化硅用于电力电子设备的好处，为碳化硅器件的发展奠定了基础。

同时，他还发明了IGB技术，进一步推动了碳化硅器件在电力电子领域的应用。

在碳化硅器件的研发过程中，器件厂商不断推陈出新，大量更高电压等级、更大电流等级的产品相继推出，市场反应碳化硅元器件的应用效果非常好。

然而，碳化硅元器件的普及还有很长的路要走，因为碳化硅这种宽带隙（WBG）器件给应用开发带来了设计挑战，用户需要对碳化硅MOSFET平面栅和沟槽栅的选择和权衡，及其浪涌电流、短路能力、栅极可靠性等进行深入的了解和研究。

目前，碳化硅器件已经发展到了第三代，其性能和可靠性得到了极大的提升，应用领域也在不断扩展。

未来，随着碳化硅技术的不断发展和应用领域的不断扩大，碳化硅器件将会在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

国内外碳化硅功率器件发展综述

国内外碳化硅功率器件发展综述摘要：碳化硅作为一种新型的半导体材料，其自身具有很广泛的应用领域。

碳化硅具有结构稳定，耐高温，高的热传导性能，极高的电子迁移率等优点，在多种行业元器件领域有广泛的用途。

以碳化硅为主要原材料的碳化硅功率器件不同于传统的硅功率器件，具有低功率损耗，超强的抗辐射能力等优点，多年来在国内外被广泛使用。

本文将着重研究国内外碳化硅功率器件的发展现状。

关键词：国内外；碳化硅功率器件；发展研究碳化硅作为一种性价比高的产品原材料，其应用范围相当广泛，在国内外的工业，制造业，航空航天工程乃至是人类日常生活中，以碳化硅为原材料制作的工具随处可见。

碳化硅材料的独特性能长久以来就饱受国内外业界和学术界的关注。

进行功率处理的半导体器件需要碳化硅这样的优质材料，碳化硅材料满足了电力系统上对于高电压和高频率的要求[1]。

那么，碳化硅功率器件在国内外有着怎样的发展现状，我国的碳化硅功率器件在未来应该如何发展，本文基于这一问题从碳化硅材料的发展开始论述，进而探讨国内外有关碳化硅功率器件的使用现状，由此给出未来发展的展望。

一、碳化硅的国内外发展历程碳化硅作为C和Si合成的化合物，具有众多优良的性能并在各个领域中的到广泛应用。

碳化硅有着良好的发展前景。

事实上，碳化硅并不是一种新型材料，早在1891年首次发现，1905年在陨石中发现了自然界中的碳化硅。

1955年LELY 提出生长高品质碳化概念，从此将SIC作为重要的半导体材料。

在之后全世界范围内每隔一段时间就会召开有关碳化硅的会议。

可以看出，不仅是在业界还是在学术界都对碳化硅给予了必要的关注。

碳化硅在自然界中存在并不多也并不好提取，因此人工合成碳化硅就成为当今碳化硅材料的主要生成方式。

1978年左右在俄罗斯等国逐渐开始了人工合成碳化硅以及试应用阶段。

在此以后，商业化使用的碳化硅材料开始批量生产。

我国的碳化硅材料研发几乎与其他国家同步进行的，在多年的发展中我国的碳化硅市场逐渐壮大。

ST博客文章——碳化硅迈入新时代 ,ST 25年研发突破技术挑战 r1

碳化硅迈入新时代ST 25年研发突破技术挑战1996年，ST开始与卡塔尼亚大学合作研发碳化硅(SiC)，今天，SiC正在彻底改变电动汽车。

为了庆祝ST研发SiC 25周年，我们决定探讨 SiC在当今半导体行业中所扮演的角色，ST的碳化硅研发是如何取得成功的，以及未来发展方向。

Exawatt的一项研究指出，到2030年， 70%的乘用车将采用SiC MOSFET。

这项技术也正在改变其他市场，例如，太阳能逆变器、储能系统、服务器电源、充电站等。

因此，了解SiC过去25年的发展历程是极其重要的，对今天和明天的工程师大有裨益。

碳化硅：半导体行业如何克服技术挑战SiC的发展历史不仅引人入胜，而且情节紧张激烈，因为捷足先登才能取得先机。

SiC特性在20世纪初就已经确立，第一个SiC发光二极管追溯到1907年。

物理学家知道，SiC 的带隙更宽，比硅宽约2ev，这意味着在室温下SiC器件的临界场强是硅基器件的5倍到10倍。

因此，新技术可以极大地提高电力转换效率，同时耐受更高的电压和更恶劣的作业状况。

碳化硅发展的拦路虎阻碍SiC的发展的难题是，直到1996年，都没有人知道如何在半导体晶圆厂实现SiC商用，因为SiC衬底缺陷太多，而且烤箱的高温不能兼容碳化硅材料。

此外，半导体行业又耗费了十年时间，才能在两英寸以上的晶圆上制造SiC器件，在大晶圆上加工芯片是降低成本的关键。

尽管困难重重，ST还是先行一步，投入巨资研发SiC，并与学术界展开合作，成功地克服了所有这些挑战。

•2002年5月，ST成功研发出了肖特基SiC二极管•2006年，在3英寸晶圆上制造了SiC二极管•2007年开始量产第一代SiC二极管碳化硅的发展蓝图2009年，SiC发展史翻开一个重要篇章，ST推出其首个SiC MOSFET样片，为功率器件的大幅改进打开了大门，成为SiC历史上的一个重要的里程碑。

五年后，ST制造了第一代SiC MOSFET。

由于前期的投入，此后一切都进展神速。

第三代半导体面SiC碳化硅器件及其应用

第三代半导体面-S i C(碳化硅)器件及其应用作为一种新型的半导体材料，SiC以其优良的物理化学特性和电特性成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率／高额电子器件最重要的半导体材料．特别是在极端条件和恶劣条件下应用时，SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件．因此，SiC器件和各类传感器已逐步成为关键器件之一，发挥着越来超重要的作用．从20世纪80年代起，特别是1989年第一种SiC衬底圆片进入市场以来，SiC器件和电路获得了快速的发展．在某些领域，如发光二极管、高频大功率和高电压器件等，SiC器件已经得到较广泛的商业应用．发展迅速．经过近10年的发展，目前SiC器件工艺已经可以制造商用器件．以Cree为代表的一批公司已经开始提供SiC器件的商业产品．国内的研究所和高校在SiC 材料生长和器件制造工艺方面也取得厂可喜的成果．虽然SiC材料具有非常优越的物理化学特性，而且SiC器件工艺也不断成熟，然而目前SiC器件和电路的性能不够优越．除了SiC材料和器件工艺需要不断提高外．更多的努力应该放在如何通过优化S5C器件结构或者提出新型的器件结构以发挥SiC 材料的优势方面．1 SiC分立器件的研究现状目前．SiC器件的研究主要以分立器件为主．对于每一种器件结构，共最初的研究部是将相应的Si或者GaAs器件结构简单地移植到SiC上，而没有进行器件结构的优化．由于SiC的本征氧化层和Si相同，均为SiO2，这意味着大多数Si器件特别是M帕型器件都能够在SiC上制造出来．尽管只是简单的移植，可是得到的一些器件已经获得了令人满意的结果，而且部分器件已经进入厂市场．SiC光电器件，尤其是蓝光发光二极管在20世纪90年代初期已经进入市场，它是第一种大批量商业生产的SiC器件．日前高电压SiC肖特基二极管、Si C射频功率晶体管以及SiC MOSFET和MESFET等也已经有商业产品．当然所有这些SiC产品的性能还远没有发挥SiC材料的超强特性，更强功能和性能的SiC器件还有待研究与开发．这种简单的移植往往不能完全发挥SiC材料的优势．即使在SiC器件的一些优势领域．最初制造出来的SiC器件有些还不能和相应的Si或者CaAs器件的性能相比．为了能够更好地将SiC材料特性的优势转化为SiC器件的优势，目前正在研究如何对器件的制造工艺与器件结构进行优化或者开发新结构和新工艺以提高SiC器件的功能和性能．1．1 SiC肖特基二极管肖特基二极管在高速集成电路、微波技术等许多领域有重要的应用．由于肖特基二极管的制造工艺相对比较简单，所以对SiC肖特基二极管的研究较为成熟．普渡大学最近制造出了阻断电压高达4．9kV的4H-SiC肖特基二极管，特征导通电阻为43mΩ?c㎡，这是目前SiC肖特基二极管的最高水平．通常限制肖特基二极管阻断电压的主要因素是金—半肖特基接触边沿处的电场集中．所以提高肖特基二极管阻断电压的主要方法就是采用不同的边沿阻断结构以减弱边沿处的电场集中．最常采用的边沿阻断结构有3种：深槽阻断、介质阻断和pn结阻断．普放大学采用的方法是硼注入pn结阻断结构，所选用的肖特基接触金属有Ni，Ti．2000年4月Cree和Kansai联合研制出一只击穿电压高达12．3kV的SiC整流器，主要采用了新的外延工艺和改进的器件设计．该器件具有很低的导通电阻，正向导通电压只有4.9 V ,电流密度高，可以达到100A／c㎡，是同类Si器件的5倍多.1.2 SiC功率器件由于SIC的击穿电场强度大约为Si的8倍．所以SiC功率器件的特征导通电阻可以做得小到相应Si器件的1/400．常见的功率器件有功率MOSFET、I GBT以及多种MOS控制闸流管等．为了提高器件阻断电压和降低导通电阻，许多优化的器件结构已经被使用．表1给出了已报道的最好的SiC功率MO SFET器件的性能数据Si功率MOSFET的功率优值的理论极限大约为5MW ／㎡．除了横向DM0SFET因为特征导通电阻较高而使得优值较小外，其他SiC功率器件的功率优值均大于Si功率MOSFET器件的理论极限，特别是普渡大学制造的UMOS累积型FET的大功率优值是Si极限值的25倍．1．3 SiC开关器件到目前为止，SzC开关器件，无论是MOSFETs还是半导体闸流管，通常都是采用纵向器件结构，用衬底作为阴极．关态时，电压被一个反偏的pn结阻断．为了获得更高阻断电压，该pn的一边即“漂移区”很厚，而且掺杂浓度要低，所以纵向SiC功率开关器件的阻断电压主要依赖于漂移区的掺杂浓度和厚度．漂移区厚度一定时，不管掺杂浓度如何，总存在一个最大可能的阻断电压．然而至今，所能获得的SiC外延层的厚度最大只有10μm这就决定了最大可能的阻断电压大约为1600V．有效克服这一限制的方法就是改变器件的结构，即采用横向器件结构．普渡大学已经采用横向器件结构制造出了横向DMOSFETs．首先在绝缘4H—SiC讨底上外延n型SiC，然后在外延层上制造器件．显然，横向器件结构的最大阻断电压不受外延层厚度的限制，采用这种结构已经制造出了阻断电压高达2．6kV的LDMOSFETs．然而目前的横向LDMOSFET的特征导通电阻还比较高，这主要是因为当用横向结构代替纵向结构时．所需的器件面积将会增大．如果能够把减小表面电场概念和器件设计结合起来，那么导通电阻能够做得比相应的纵向器件还低．1．4 SiC微波S件SiC的高饱和漂移速度、高击穿场强和高热导率特性使得SiC成为1--10GHz 范围的大功率微波放大器的理想材料．短沟道SiC MESFETs的特征频率已经达到22GHz．最高指荡频率f可以达到50GHz．静电感应晶体管(SITs)在600MHz时功率可以达到470W(功率密度为1．36W／mm)，3GHz时功率为38W(1．2W／mm)．由于SiC的热导率很高(GaAs的]0倍，GaN的3倍)，工作产生的热量可以很快地从衬底散发．通过改进器件结构，SiC SITs的特征频率目前可以达到7GHz．最近普渡大学在半绝缘4H—SiC上制造出了一种亚微米T型栅MESFETs，饱和漏电流为350mA／mm，跨导为20m5／m m，漏击穿电压为120V，最大可获得的射频功率密度为3．2W／mm．1. 5 SiC器件的高温特性SiC器件在300°C以上高温条件下的工作特性也被大量研究，NASA制造的6H—SiC掩埋栅JE2T在600°C高温下表现出很好的低泄漏开关特性．然而，该器件在此高温下只工作了30个小时，器件发生了很小的退化，退化原因是接触金屑的氧化．但是当SiC器件在惰性气体环境中工作，在600°C高温下寿命要长得多．只要改善工艺控制的精确性并解决好接触金属和封装问题，SiC器件的高温寿命就会大大提高.2 SiC集成电路的研究现状与S1C分立器件追求高电压、大功率、高频以及高温特性不同，SiC集成电路的研究目标主要是获得高温数字电路，用于智能功率ICs的控制电路．由于SiC集成电路工作对内部电场很低，所以微管缺陷的影响将大大减弱，这可以从第一片单片SiC集成运算放大器芯片得到验证，实际成品宰远远高于微管缺陷所决定的成品率，因此，基于SiC的成品率模型与Si和CaAs材料是明显不同的．该芯片是基于耗尽型NMOSFET技术．主要是因为反型沟道SiC MOSFETs的有效载流子迁移率太低．为了提高Sic的表面迁移率，就需要对SiC的热氧化工艺进行改进与优化．美国普渡大学在SiC集成电路方面做了大量工作．1992年研制成功厂基于反型沟道6H—SiC NMOSFETs单片数字集成电路．该芯片包含与非门、或非门、同或门、二进制计数器和半加器电路，在25°C到300°C的温度范围内均可正常工作．1995年采用钒注入隔离技术制造出第一个SiC平面MESF ET Ics通过精确控制钒的注入量，可以获得绝缘SiC．在数字逻辑电路中，CMOS电路比NMOS电路具有更大的吸引力．1996年9月制造出第一片6H—SiC CMOS数字集成电路．该器件使用了注入n阶和淀积氧化层，但是由于其他的工艺问题，该芯片中PMOSFETs的阂值电压太高．在1997年3月制造第二代SiC CMOS电路时．采用了注入p阱和热生长氧化层工艺．通过工艺改进得到的PMOSEFTs的阂值电压大约为-4．5v．该芯片上所有的电路都能在室温到300°C范围内很好地工作，采用单一电源供电，电源电压可以为5--15V之间的任意电压．随着衬底圆片质量的提高，将能制造出功能更强和成品率更高的集成电路．然而，当SiC材料和工艺问题基本解决以后，器件和封装的可靠性问题将上升为影响高温SiC集成电路性能的主要因素.3 SiC器件的应用现状SiC器件在高温、高频、大功率、高电压光电子及抗辐照等方面具有巨大的应用潜力．3．1 SiC器件在高温环境中的应用在航空航天和汽车设备中，电子器件经常要在高温下工作，如飞机发动机、汽车发动机、在太阳附近执行任务的航天器以及卫星中的高温设备等．使用通常的Si或者GaAs器件，因为它们不能在很高的温度下工作，所以必须把这些器件放在低温环境中，这里有两种处理方法：一种是把这些器件放在远离高温的地方，然后通过引线和连接器将它们和所需控制的设备连接起来；另一种是把这些器件放在冷却盒中，然后放在高温环境下．很明显，这两种方法都会增加额外的设备，增加了系统的质量，减小了系统可用的空间，使得系统的可靠性变差．如果直接使用可以在高温下工作的器件，将可以消除这些问题．SIC器件可以直接工作在3M—枷Y，而不用对高温环境进行冷却处理．SiC电子产品和传感器能够被安装在炽热的飞机发动机内部和其表面上，在这种极端工作条件下它们仍然能够正常发挥功能，大大减轻了系统总质量并提高可靠性．基于SiC器件的分布控制系统可以消除在传统的电子屏蔽控制系统中所用引线和连接器的90％．这一点极为重要，因为在当今的商用飞机中、引线和连接器问题是在停工检修时最经常遇到的问题．根据美国空军的评估，在F—16战斗机中使用先进的SiC电子产品，将使该飞机的质量减轻几百公斤，工作性能和燃料效率得到提高，工作可靠性更高，维护费用和停工检修期大大减少．同样，SiC电子器件和传感器也可以提高商用喷气客机的性能，据报测对每架客机附加的经济利润可以达到数百万美元．同样，SiC高温电子传感器和电子设备在汽车发动机上的使用将能做到更好的燃烧监控与控制，可以使汽车的燃烧更清洁、效率更高．而且，SiC发动机电子控制系统在125°C以上也能很好地工作，这就减少了发动机隔箱内的引线和连接器的数量，提高汽车控制系统的长期可靠性．现在的商用卫星需要散热器去驱散航天器电子器件所产生的热量，并且需要防护罩来保护航天器电子器件免受空间辐射的影响．由于SiC电子器件不但可以在高温下工作，而且具有很强的抗幅照特性，所以SiC电子器件在航天器上的使用能够减少引线和连接器的数量以及辐射防护罩的大小和质量．如果发射卫星到地球轨道的成本是以质量计，那么使用SiC电子器件减轻的质量可以提高卫星工业的经济性和竞争力．使用高温抗辐照SiC器件的航天器可以用来执行太阳系周围的更具挑战性的任务．将来，当人们在太阳周围和太阳系内行星的表面执行任务时，具有优良高温和抗辐射特性的SiC电子器件将发挥关键性的作用、对于在太阳附近工作的航天器来讲，SiC电子器件的使用可以减少航天器的防护和散热设备，于是在每一个运载工具中可以安装更多的科学仪器．3．2 SiC器件的微波应用SiC器件除了可以在高温下工作以外，还具有很多优良的微波特性。