?6月4日，中國領(lǐng)先的碳化硅(SiC)功率器件與IC解決方案供應(yīng)商——瞻芯電子，在第37屆國際功率半導(dǎo)體器件和集成電路研討會(huì)（ISPSD?2025）上，與浙江大學(xué)以大會(huì)全體報(bào)告的形式聯(lián)合發(fā)表了10kV等級(jí)SiC MOSFET的最新研究成果，受到了各界廣泛關(guān)注。

圖1：本次10kV SiC MOSFET技術(shù)報(bào)告發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)

ISPSD會(huì)議是IEEE旗下的功率半導(dǎo)體旗艦會(huì)議，為功率器件領(lǐng)域的頂級(jí)國際學(xué)術(shù)會(huì)議，議題涵蓋了功率半導(dǎo)體器件、功率集成電路、功率集成、工藝、封裝和應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，被譽(yù)為功率半導(dǎo)體器件和集成電路領(lǐng)域的“奧林匹克會(huì)議”。本屆ISPSD會(huì)議在日本九州島熊本縣舉辦，匯聚展示了全球功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的最新研究成果。本屆會(huì)議共收到投稿350篇，錄用176篇，其中遴選58篇成果以大會(huì)全體報(bào)告方式發(fā)布，占比僅為16.6%。本篇論文的發(fā)表，彰顯了瞻芯電子在SiC功率器件領(lǐng)域的創(chuàng)新引領(lǐng)地位。相關(guān)工作成果同時(shí)被半導(dǎo)體器件領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊——IEEE Transactions on Electron Devices接收，即將發(fā)表。

關(guān)于10kV SiC MOSFET芯片

10kV等級(jí)SiC MOSFET器件在下一代智能電網(wǎng)、高壓大容量功率變換系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。但受困于材料及工藝成熟度問題，早期的相關(guān)工作多局限于芯片功能展示，芯片面積普遍較小，通流能力較差。如何進(jìn)一步增加芯片面積，并保持良好的芯片制造良率和可制造性，一直是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界面臨的巨大挑戰(zhàn)。

圖2：本次10kV SiC MOSFET晶圓探針測(cè)試環(huán)境

本次發(fā)表的10kV等級(jí)SiC MOSFET芯片，基于浙江瞻芯SiC晶圓廠的第三代平面柵工藝平臺(tái)生產(chǎn)，單芯片尺寸達(dá)到10mm x 10mm，單芯片導(dǎo)通電流接近40A，擊穿電壓超過12kV，為目前公開發(fā)表的最大尺寸10kV等級(jí)SiC MOSFET芯片。芯片核心性能指標(biāo)，比導(dǎo)通電阻（Ron.sp）小于120mΩ·cm2?，接近SiC材料的理論極限。在芯片制造層面，芯片采用高能離子注入工藝，配合窄JFET區(qū)域設(shè)計(jì)，有效解決了高壓SiC器件在擊穿電壓和導(dǎo)通電阻之間的矛盾。在芯片設(shè)計(jì)層面，芯片優(yōu)化了高壓終端結(jié)構(gòu)，極大地提升了芯片終端效率并降低了制造難度。

圖3：本次成果與歷史成果對(duì)比（黃色虛線為SiC材料理論極限）

本項(xiàng)工作通過上述一系列工藝和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了更大芯片尺寸、更大通流能力、更高良率水平的10kV?SiC MOSFET技術(shù)，將提升下一代智能電網(wǎng)、高壓大容量功率變換系統(tǒng)的應(yīng)用潛力，為高壓固態(tài)變壓器、高壓直流斷路器等場(chǎng)景的應(yīng)用革新提供了堅(jiān)實(shí)支撐。該技術(shù)不僅有望推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)，同時(shí)有助于提升能源利用效率，促進(jìn)綠色能源的普及應(yīng)用，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

本項(xiàng)目得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFB3609503）支持。

（來源：瞻芯電子）