電子發燒友網報道（文/梁浩斌）SiC在電動汽車上的大規模應用，到目前為止已經經歷8年時間，行業已經稱得上成熟。但作為一種半導體功率器件，由于SiC襯底材料本身存在的缺陷導致器件一致性可能存在差異，以及SiC MOSFET柵極氧化層可靠性受到工藝的影響，在功率模塊中可能出現單個芯片擊穿導致故障。

比如早期在2019—2022年，特斯拉曾大規模召回過Model 3，對于召回原因的描述是：本次召回范圍內車輛的后電機逆變器功率半導體元件可能存在微小的制造差異，其中部分車輛使用一段時間后元件制造差異可能會導致后逆變器發生故障，造成逆變器不能正常控制電流。此故障發生在車輛處于停車狀態時，會導致車輛無法啟動；此故障發生在車輛行駛狀態時，會導致車輛失去行駛動力，極端情況下可能增加車輛發生碰撞的風險，存在安全隱患。

當然，目前隨著檢測技術的成熟，海外大廠車規SiC器件失效概率已經非常低了。而國產SiC未來大規模上車，也將面臨同樣的問題，需要盡可能降低器件失效的風險。

最近理想自研SiC芯片團隊在第37屆ISPSD（功率半導體器件和集成電路國際會議） 會議上發表了題為《Analysis on BVDSS Outlier Chips and Screening Technology for 1.2 kV Automotive SiC MOSFETs》（1200V汽車級碳化硅MOSFET芯片擊穿電壓離群芯片的分析與篩選技術研究）的論文，通過結合實驗分析和數值模擬，系統地研究1.2 kV SiC MOSFET中 BV_DSS異常芯片的失效機制。

理想SiC芯片團隊表示，由于電動汽車對可靠性的嚴格要求，SiC MOSFET 的柵氧化層可靠性及其魯棒性已被廣泛研究。然而，關于擊穿電壓異常芯片的討論相對較少，排除那些由外延或工藝波動引起的異常芯片。在開發我們的SiC牽引逆變器過程中，BV_DSS異常芯片在商用SiC MOSFET產品中經常被發現。

他們發現器件失效與外延層中的坑缺陷之間存在強相關性。當坑位于P區時，可以觀察到植入區域的顯著變形。在變形P區的角落處，局部電場增強，最終導致提前雪崩擊穿。實施了一種篩選技術，超過96%的不合格芯片具有非致命材料缺陷，其中坑缺陷占最高比例。篩選后，HTRB燒入失效率從1,700個功率模塊下降了近一個數量級。此外，還研究了這些坑的結構，期望通過外延表面平坦化從根本上提高SiC MOSFET的良率。

簡單來說，就是理想汽車通過自研SiC過程中收集到的測試數據，通過一種技術能夠高效篩選出異常芯片，降低了實際應用中的芯片失效率，提高SiC MOSFET可靠性。這些研究也意味著，國產SiC MOSFET正在積極推動大規模上車的進程。