VI-26H-EYUnitedSiC FET 使用圖 2 所示的共源共柵結(jié)構(gòu)，將低成本的 25V 硅 MOSFET 與常開(kāi)SiC JFET 封裝到一起，形成可以與任何常關(guān) MOSFET、IGBT 或 SiC MOSFET一同使用的器件。該器件在續(xù)流二極管模式下的行為非常出色，并且無(wú)需將反向并聯(lián)硅快速恢復(fù)二極管與 IGBT 或 SiC 肖特基二極管聯(lián)用。

簡(jiǎn)化了柵極驅(qū)動(dòng)，使得寄生二極管行為十分出色。該器件可以插入現(xiàn)有硅 MOSFET 和 IGBT 插槽，還能與所有類型的 SiC MOSFET 互換比較了 IGBT、SiC MOSFET 和溝槽式 JFET 的結(jié)構(gòu)。IGBT是雙極器件，打開(kāi)時(shí)拐點(diǎn)電壓為0.7V，達(dá)到拐點(diǎn)電壓之后，由于電荷載流子注入，寬電壓阻攔層的電阻降低。因?yàn)楸仨毴コ@些載流子才能讓器件返回阻攔狀態(tài)，所以會(huì)有不可見(jiàn)的“開(kāi)關(guān)”損耗，且損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用 SiCMOSFET 造成的損耗。在這種情況下，UnitedSiC 共源共柵產(chǎn)品的碳化硅單位面積電阻極低，甚至可以直接插入 IGBT插槽中而無(wú)需更改柵極驅(qū)動(dòng)，從而獲得更好的能效。

在 1200V及更高電壓下，采用硅時(shí)最常見(jiàn)的器件結(jié)構(gòu)是電場(chǎng)終止型 IGBT。圖中還顯示了 SiC MOSFET 和 SiC 溝槽式 JFET 的結(jié)構(gòu)。SiC器件采用厚度只有十分之一的電壓阻攔層以及 100 倍高的摻雜度，從而實(shí)現(xiàn)低電阻。硅 IGBT通過(guò)在開(kāi)態(tài)中注入存儲(chǔ)的電荷來(lái)降低電阻，且在每次開(kāi)關(guān)循環(huán)中必須加載和去除電荷平面式 MOSFET，還有一部分推出了溝槽式 MOSFET。所有 SiC MOSFET 的溝道遷移率都差（大約比硅差了 15-30倍），但是由于溝道的晶體定向，溝槽式 MOSFET 的遷移率比較好。溝槽式 JFET 有一個(gè)遷移率非常高的體溝道，使得額定電壓為 650V-1700V的器件中單位面積的電阻較低。

平面式和溝槽式 MOSFET 以及 SiC 溝槽式 JFET 的器件結(jié)構(gòu)。MOSFET 的柵氧化層下有一個(gè)溝道，可通過(guò)給柵極施加電壓感應(yīng)到。JFET溝道在無(wú)電壓的情況下也存在，可以通過(guò)對(duì)柵極-源級(jí) PN 結(jié)施加反相偏壓而掐斷。溝槽式 JFET中的低電阻是由體溝道帶來(lái)的，無(wú)需將柵氧化層屏蔽在高場(chǎng)強(qiáng)之外SiC 器件的運(yùn)行電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)通常是硅器件的 10倍，這是由厚度只有硅器件十分之一的基礎(chǔ)電壓支持層造成的。雖然這對(duì) JFET 等體溝道器件不構(gòu)成問(wèn)題，但是對(duì)于 MOSFET 中的氧化物/SiC界面處而言，必須仔細(xì)注意，避免各種程度的氧化應(yīng)激，因?yàn)檠趸瘧?yīng)激可能導(dǎo)致運(yùn)行壽命縮短或故障率過(guò)高。在平面式和溝槽式 JFET中，通過(guò)屏蔽柵氧化層來(lái)管理電場(chǎng)會(huì)不可避免地導(dǎo)致導(dǎo)通電阻的進(jìn)一步提高。

SiC JFET 電阻現(xiàn)在非常低，在所有 650V 等級(jí)器件中以及 30-40% 的 1200V等級(jí)器件中，器件所用的 SiC 襯底的電阻占了總電阻的 50% 以上。為此，晶片的厚度從開(kāi)始的 350um 降至100-150um，并使用專利方法形成激光輔助的背面觸點(diǎn)。推廣這種技術(shù)并改進(jìn)單元設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)會(huì)將導(dǎo)通電阻進(jìn)一步降低至 0.5mΩ-cm2 (650V)和 1.0mΩ-cm2 (1200V)。因此，本就因迅速擴(kuò)大的產(chǎn)量而降低的 SiC 成本很可能會(huì)因這些技術(shù)改進(jìn)而進(jìn)一步降低。

現(xiàn)在生產(chǎn)的大部分晶片都是 6 英寸晶片，8 英寸晶片的生產(chǎn)工作也已經(jīng)開(kāi)始了。少數(shù)額定電流為

100A-200A 的器件現(xiàn)已有售。UnitedSiC 現(xiàn)在生產(chǎn) 9mohm，1200V 堆疊式共源共柵芯片 (5.7x6.3mm) 和 5.7m，1700V芯片 (8x8mm)。這些大電流器件可以通過(guò)降低并聯(lián)所需器件數(shù)量來(lái)簡(jiǎn)化大電流模型。

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