以碳化硅（SiC）為代表的第三代寬禁帶半導體器件，可在更高溫度、更高電壓、更高頻率環(huán)境下正常工作，同時功耗更小，持久性和可靠性更強，將為下一代更小體積、更快速度、更低成本、更高效率的電力電子產(chǎn)品提供飛躍的條件。

碳化硅器件是指采用第三代半導體材料SiC制造的一種寬禁帶電力電子器件，具有耐高溫、高頻、高效的特性。按照器件工作形式，碳化硅電力電子器件主要包括功率二極管和功率開關管。

碳化硅半導體的優(yōu)異性能使得碳化硅器件與硅器件相比具有以下突出優(yōu)點：1，具有更低的導通電阻；2，具有更高的擊穿電壓；3，具有更低的結(jié)-殼熱阻，使器件的溫度上升更慢；4，具有更高的極限工作溫度，碳化硅的極限工作溫度有望達到600℃以上，而硅器件的最大結(jié)溫僅為150℃；5，具有更強的抗輻射能力；6，具有更高的穩(wěn)定性，碳化硅器件正向和反向特性隨溫度變化很小；7，具有更低的開關損耗。

目前國內(nèi)多家廠商已經(jīng)實現(xiàn)高功率碳化硅肖特基二極管和功率晶體管量產(chǎn)。如何來量測這些SiC器件的結(jié)-殼熱阻和結(jié)溫等熱特性參數(shù)，成為研發(fā)人員或?qū)嶒炇胰藛T必做的實驗項目。Siemens MicReD T3Ster熱阻測試儀可以幫助客戶來準確量測這些熱特性參數(shù)。通過業(yè)內(nèi)獨有的MicReD T3Ster瞬態(tài)熱測試技術，能夠精確量測SiC 器件的K系數(shù)、結(jié)溫、瞬態(tài)熱阻抗、結(jié)殼熱阻值等熱特性參數(shù)。

但是在測試這類SiC器件過程中，也會遇到一些問題。由于界面處大量晶體誤差集中而包含捕獲的載流子，在某些結(jié)構(gòu)中，這些俘獲電荷的運動會在瞬態(tài)熱測試中造成加熱電流和測試電流切換后幾秒鐘范圍內(nèi)引起電干擾，這會導致測試中獲取器件結(jié)構(gòu)信息最重要的初段時間內(nèi)產(chǎn)生錯誤的瞬態(tài)熱測試信號。因此瞬態(tài)熱測試應在柵極電壓保持不變的連接模式下進行。這使得常見的測試設置（例如MOS Diode模式設置和固定的Vds模式設置）可能不適合測試SiC器件，需要在測試中進行驗證。

我們可以利用MicReD T3Ster驗證過的方法來避免出現(xiàn)這些測試問題。如增加加熱電流，增加測試電流，在測試過程中我們通過輸入負的Vgs可以抑制這種時間上柵極電壓變化的影響，對應SiC通常是負6V。

雖然碳化硅器件目前還存在如產(chǎn)量低、價格高、商業(yè)化器件種類少和缺乏高溫封裝等問題，但隨著碳化硅器件技術研究的不斷深入，相信這些問題將逐漸得到解決，更多的商用碳化硅器件將推向市場，必將大大拓展碳化硅器件的應用領域。在不久的將來，各種變換器應用領域中碳化硅功率器件將成為減小功率損耗、提高效率和功率密度的關鍵器件。

原文標題：SiC器件概述及其熱測試難點

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