近年隨著電動汽車產業崛起,碳化矽(SiC)功率半導體市場需求激增,吸引產業鏈相關企業的關注,國際間碳化矽(SiC)晶圓的開發驅使SiC爭奪戰正一觸即發。與矽(Si)相比,碳化矽是具有比矽更寬的能帶隙(energy bandgap,Eg)的半導體;再者,碳化矽具有更高的擊穿電場 (breakdown electric field,Ec),因此可被用於製造功率元件應用之電子電路的材料,因為用碳化矽製成的晶片即使厚度相對小也能夠經受得起相對高的電壓。
表一分別示出了矽和碳化矽的能帶隙(Eg)、擊穿電場(Ec)和電子遷移率(electron mobility,μ)的值,相較之下顯示出碳化矽優異的物理性質。在矽材料已經接近理論性能極限的今天,碳化矽功率元件因其高耐壓、低損耗、高效率等特性,能承受非常惡劣的工作條件且耗散功率低,一直被視為「理想功率半導體材料」而備受期待。
?
矽(Si)
碳化矽(以4H-SiC為例)
能帶隙(Eg)
1.12 eV
3.26 eV
擊穿電場(Ec)
30 V/μm
300 V/μm
電子遷移率(μ)
1400 cm2/V-sec
900 cm2/V-sec