SiC團(tuán)隊(duì)的理想汽車(chē)自研成果:提升SiC MOSFET可靠性的方法
電子愛(ài)好者網(wǎng)報(bào)道(文章 / 梁浩斌)SiC 大規(guī)模應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē),至今已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)。 8 2008年,行業(yè)已被稱(chēng)為完美。但是由于它是一種半導(dǎo)體功率裝置, SiC 由于襯底材料本身存在的缺陷,可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的一致性不同, SiC MOSFET 網(wǎng)格極氧化層的可靠性受工藝影響,單個(gè)芯片穿透可能導(dǎo)致功率模塊故障。
例如初期在 2019 — 2022 2008年,特斯拉大規(guī)模召回。 Model 3.召回原因描述如下:在召回范圍內(nèi),汽車(chē)的后電機(jī)逆變器功率半導(dǎo)體元件可能會(huì)有細(xì)微的制造差異,部分車(chē)輛使用一段時(shí)間后,元件制造差異可能導(dǎo)致后逆變器故障,導(dǎo)致逆變器無(wú)法正??刂齐娏鳌.?dāng)汽車(chē)處于停車(chē)狀態(tài)時(shí),這種故障會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)無(wú)法啟動(dòng);當(dāng)這種故障發(fā)生在汽車(chē)行駛狀態(tài)時(shí),會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)失去行駛動(dòng)力,極端情況下可能會(huì)增加汽車(chē)碰撞的風(fēng)險(xiǎn),存在安全隱患。
當(dāng)然,目前,隨著檢驗(yàn)技術(shù)的成熟,海外大廠車(chē)輛規(guī)定 SiC 設(shè)備故障的可能性已經(jīng)很低了。而且國(guó)內(nèi)的 SiC 今后大規(guī)模上車(chē),也將面臨類(lèi)似的問(wèn)題,需要盡可能降低設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。
最近的理想自研 SiC 第一個(gè)芯片團(tuán)隊(duì) 37 屆 ISPSD(功率半導(dǎo)體器件及集成電路國(guó)際會(huì)議) 問(wèn)題發(fā)表在會(huì)議上《Analysis on BVDSS Outlier Chips and Screening Technology for 1.2 kV Automotive SiC MOSFETs》(1200V 汽車(chē)級(jí)碳化硅 MOSFET 論文中的芯片擊穿場(chǎng)強(qiáng)離群芯片分析與選擇技術(shù)研究),結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬,系統(tǒng)研究 1.2 kV SiC MOSFET 中 BVDSS 異常芯片失效機(jī)制。
理想 SiC 由于電動(dòng)汽車(chē)對(duì)可靠性的嚴(yán)格要求,芯片團(tuán)隊(duì)表示,SiC MOSFET 已經(jīng)廣泛研究了柵氧化層的可靠性和魯棒性。但是,關(guān)于擊穿場(chǎng)強(qiáng)異常芯片的討論較少,排除了那些由外延或工藝起伏引起的病變芯片。我們正在研究和開(kāi)發(fā) SiC 在牽引逆變器的過(guò)程中,BVDSS 商業(yè)上使用的異常芯片 SiC MOSFET 經(jīng)常在產(chǎn)品中被發(fā)現(xiàn)。
在外延層中,他們發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障與坑缺陷密切相關(guān)。當(dāng)坑位于 P 在區(qū)域內(nèi),可觀察到植入?yún)^(qū)域的顯著變形。在變形 P 區(qū)內(nèi)角落,局部電場(chǎng)增強(qiáng),最終導(dǎo)致早期雪崩擊穿。一種選擇技術(shù)已經(jīng)實(shí)施,超越了 96% 不合格芯片具有非致命材料缺陷,其中坑缺陷占比最高。篩選后,HTRB 燒入失效率從 1,700 一個(gè)功率模塊減少了近一個(gè)數(shù)量級(jí)。另外,還討論了這些坑的結(jié)構(gòu),希望通過(guò)外延表面的平整度從根本上提高。 SiC MOSFET 的良率。
簡(jiǎn)而言之,就是理想汽車(chē)通過(guò)自主研發(fā)。 SiC 通過(guò)一種技術(shù),可以有效地選擇過(guò)程中收集到的測(cè)試數(shù)據(jù),從而降低實(shí)際應(yīng)用中芯片的失效率,提高芯片的失效率。 SiC MOSFET 可靠性。這也意味著國(guó)內(nèi)的研究 SiC MOSFET 大規(guī)模上車(chē)的過(guò)程正在積極推進(jìn)。
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