《SiC材料半导体分立器件通用规范》

1、个人资料整理，仅供个人学习使用sic材料半导体分立器件通用规范编制说明西安卫光科技有限公司2019.3.6sic材料半导体分立器件通用规范编制说明 一、任务来源依据陕西省技术质量监督局下达的“ 2018年第一批地方标准制修 订项目计划的通知”（陕质监标函201827号）进行该标准的编制， 该项目编号为：2018-g015,标准名称：sic材料半导体分立器件通用 规范。起草单位（项目承担单位）：西安卫光科技有限公司协作单位（项目参与单位）：中国航天科技集团有限公司第九院第 七七一研究所主要起草人：王嘉蓉、安海华、刘建军、姜伟、井小斌 二、制定标准的必要性和意义1、发展sic器件的意义硅材料“统治

2、”半导体器件已 50多年，目前仍是最主要的半导 体材料，但硅固有的物理属性，如带隙较窄、电子流动性和击穿电场 较低等特点限制了其在高频高压、 大功率器件方面的应用，尤其是结 温200c限制了 si器件在高温环境中的使用。sic材料的出现，对半导体功率器件是一个巨大的转机。sic材料不但击穿电场强度高、热稳定性好、同时还具有载流子饱和漂移速 度高、热导率高等特点。以 sic材料为基底的器件，导热性能是 si 材料的3倍以上；在相同反压下，sic材料的击穿电场强度比si高 10倍以上，而内阻仅是si材料的百分之一。sic器件工作温度可达 600c以上，远高于si器件的150cs 175c。基于以上

3、优势，sic材料制造的各种耐高温、高频、大功率器件 被应用于si器件难以胜任的邻域，如太阳能发电用、逆变装置、高 电压输出dc/dc专换装置以及马达驱动逆变器装置等，在使用中 sic 器件与si器件相比，开关损耗最大可消减 50%,电源转换效率最大 改善2%,同时开关频率还提高了 2s3倍。这些性能的提高还可以 减少或缩小外置部件，大幅度缩小装置的体积和重量。虽然sic器件成本高于si器件，但sic器件带来的系统性能提 升，一方面开关损耗大幅度降低，从而大幅度提升系统效率；另一方 面无开关损耗、散热性能好，减小周边器件数量或使用体积更小器件 替代，同时线路得到优化，整体上缩小了系统尺寸。所以从

4、性价比上 看，sic器件优势非常明显，替代 si器件只是时间问题，是半导体 器件发展的必然趋势，同时sic器件固有的强抗辐射能力更是空间级 应用无可替代的。2、sic材料半导体分立器件通用规范的目的和意义：1) sic器件是近年来出现的新材料、新器件，现有半导体器件标 准体系中没有包含sic器件，不论是命名方法、试验方法、通用规范 中都未包含。2)现有半导体分立器件通用规范中的考核内容、试验项目、试 验方法、抽样数等并不适用于sic器件，如：sic器件的工作温度达600c以上(结温更高)，但现有gjb33a 军用分立器件总规范中的高温反偏条件为ta=150c,高温寿命条 件ta=150c ,温

5、度循环试验最严酷只到试验条件 e (-65 c300c), 热冲击最严酷的试验条件c(-65cs150c),民用标准考核温度范围 更窄。同时sic器件固有的强抗辐射能力，通用规范中考核项目也不适用。民用通用规范中没有此项考核要求。sic材料制备的昂贵、sic器件工艺的瓶颈，使器件生产成本远 远高于si器件5s6倍，因此用现有通用规范中的抽样数进行试验 ， 企业难以承受。gjb 33a半导体分立器件总规范中要求，高温测试在最高 额定温度下测试，对于sic器件600c以上的工作温度是难以实现的。 3、制订sic材料半导体分立器件通用规范必要性：基于sic材料功率器件发展的必然趋势，解决现有分立器件

6、通用 规范不适用，sic材料器件无通用规范可依的问题，整合我省地方资 源、在国内率先制订sic材料半导体分立器件通用规范，加快我 省sic材料器件研制、生产、应用和推广，提升我省 sic材料器件竞 争力，抢占市场先机，占领sic材料器件的制高点，填补国内sic材 料器件通用规范的空白。三、主要起草过程2018年5月接到陕西省质检局的陕质监标函201827号 文件后，起草单位（项目承担单位）西安卫光科技有限公司牵头，成 立了标准起草工作组，工作组成员由起草单位和协作单位 （项目参与 单位）的产品设计、生产、检测试验、市场应用等骨干技术人员组成， 工作组成员全部具有高级及以上专业技术职称。2018

7、年6月制定标准起草计划。2018年9月完成标准初稿的编制。2018年12月完成标准初稿的意见征求及征求意见汇总。2019年1月完成标准修改形成送审稿。2019年2月完成送审稿的查新工作。2019年3月完成送审稿的意见征求及征求意见汇总。2019年3月上报标准化主管部门。四、制定标准的原则和确定标准内容的依据1、制定标准的原则是解决现有“半导体分立器件总规范”不适于sic 材料功率器件的问题，填补国内 sic材料器件通用规范的空白。国内外无可对比的相关同类标准。12、由于本项目标准内容主要依据 sic材料的特性，器件的设计结构、 工艺特点，标准工作组相关单位对sic材料器件的研制、生产经验和 检

8、测试验数据以及用户应用验证等。五、主要条款的说明论述1、标准第3部分“3要求”中，明确了 sic材料器件的总体要求。2、标准第4部分，详细的规定了质量评定程序，明确了筛选序列、质量评定程序、检验要求、抽样要求、试验和测试方法。3、标准第5部分，详细的规定了能力批准，明确了能力批准的概 念和程序。4、通过本项目标准的主要内容，完全解决了sic材料器件没有通用规范可依，在实践中无法进行量产、检测、评定及验证的问题；填 补国内没有sic材料器件通用规范的空白。六、重大意见分歧的处理依据和结果本项目标准在专业技术领域不存在重大分歧。七、实施标准的措施建议该标准是半导体领域具有划时彳t意义的突破性新材料一一 sic材 料器件的通用规范，解决了 sic材料器件取代传统si材料器件过程 中检测、试验、鉴定、批准、应用等无标准可依的问题，不但填补了 国内空白，