英飞凌SiC功率半导体可靠性白皮书解析

“白皮书详细阐述了英飞凌如何确保基于SiC（碳化硅）的功率半导体器件的可靠性，涵盖栅极氧化层的可靠性、偏压温度不稳定性（BTI）、抗宇宙射线能力、抗短路能力、二极管双极退化以及产品和汽车级的质量认证标准。” 英飞凌的这份白皮书主要探讨了在功率半导体领域，特别是基于碳化硅（SiC）技术的器件的可靠性控制与保证措施。SiC作为一种先进的半导体材料，因其高耐压、高热导率和低损耗特性，被广泛应用于电力电子设备中。然而，与传统的硅基器件相比，SiC器件在可靠性方面存在独特的挑战。 首先，白皮书指出，由于SiC的特性，其器件需要进行不同于硅器件的额外可靠性试验。例如，SiC MOSFET的栅极氧化层是决定其性能和寿命的关键部分。英飞凌详细介绍了栅极氧化层的可靠性筛查，包括马拉松应力试验和栅极电压步进应力试验，这些试验有助于评估器件在极端条件下的稳定性。 其次，白皮书深入讨论了SiC MOSFET的偏压温度不稳定性（BTI），包括直流BTI（DCBTI）和交流BTI（ACBTI）。这两种现象会导致器件参数随时间和工作条件的变化，从而影响其性能。英飞凌展示了如何测量和比较SiC和硅功率MOSFET的BTI，以确保其SiC产品在实际应用中的长期稳定性。 此外，白皮书还涉及了SiC器件对宇宙射线的耐受性，这对于航空航天和其他暴露于辐射环境的应用至关重要。英飞凌的CoolSiC™ MOSFET被证明具有出色的抗短路能力，这是通过特殊的设计和制造工艺实现的。同时，白皮书提到了SiC体二极管的双极退化问题，英飞凌提出了解决策略，以降低这种退化对产品性能的影响。 在产品和汽车级的质量认证方面，英飞凌执行严格的测试程序，如超越标准的长期应用试验、高温高湿反向偏置（AC-HTC）试验和秒级功率循环试验，以确保其SiC器件在各种实际工况下的可靠表现。对于汽车级应用，英飞凌特别关注湿度耐受力，以满足汽车市场对高现场应用可靠性的需求。 最后，白皮书概述了SiC器件可靠性和质量认证的行业标准，强调英飞凌如何通过这些标准来提升其产品的质量和可靠性。 英飞凌通过深入研究和严格的测试流程，确保其基于SiC的功率半导体器件在性能和可靠性方面达到或超过行业标准，为客户提供高效、耐用的解决方案。