Page 15 - 能量採集技術開啟醫療應用新局

則要高得多——即使可以保持低缺 陷密度(圖3中為0.2個缺陷/cm2)。 這些影響的結果如圖3所示， 體現在更高電壓下不斷上升的磊 晶良率成本，以及飛漲的裸晶成本
(15kV時達到650V裸晶的75倍)。 因此，SiC MOSFET看起來是 一種可實現最高可達6.5kV，甚至 可達10kV的方案，但與這些元件 相關的成本可能會阻礙更高電壓
的實現。
圖3:將SiC MOSFET擴展到15kV時的預計成本(不包括分選/鑒定後的裸晶良率;磊晶良率以100A裸 晶和0.2個缺陷/cm2建模)。
雙極元件才是解決方案
當然，歷史會重演，降低漂 移區電阻以及裸晶尺寸的關鍵是 採用IGBT和閘流體等雙極解決 方案，如圖4所示。相較於單極 MOSFET，雙極元件的折衷方案 要接受較慢的開關速度和較高的 開關損耗，以此換取電導率調變 的低電阻漂移區。對於任何需要 10kV以上SiC元件的應用來說， 這種權衡不太可能成為問題;以 50/60Hz頻率作業的HVDC轉換器 幾乎不需要快速、低損耗的開關。 事實上，它們已經在使用Si IGBT 和閘流體。
PULSE
然而，這些元件與當今的SiC MOSFET相較還需要實現許多技 術飛躍。第一個問題是傳統的N 通道IGBT和P基閘流體都需要高 度P型摻雜(P+)的集電區。由於在 晶種昇華製程中將P摻雜劑鋁摻 入基板中存在挑戰，因此無法得 到P+基板。如上所述，目前SiC材 料供應商幾乎沒有動力解決這個 問題，因此不得不尋求其他解決 方案。這通常涉及在N+基板上生
圖4:本文所討論的功率元件之橫截面。
長所有元件層，然後使用與削薄 MOSFET基板相同的製程研磨掉 原始晶圓。業界已使用這種技術 展示了許多6.5kV、15kV和27.5kV 電壓級的IGBT，以及7.6kV和20kV 的閘流體。
命，必須要將這個值最大化，以便 促進電導率調節。在Si製造領域， 通常的問題是材料太過於純淨， 以至於要導入缺陷來縮短其壽命， 從而降低開關損耗。而在SiC中， 情況正好相反。由於在磊晶製程 中導入了稱為碳空穴的缺陷，因
第二個問題是SiC的載子壽
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