表1：Si材料與SiC材料的物理特性比較
如表1所示，雖然SiC在性能上優于Si，但它也存在Si所沒有的晶體缺陷和柵氧化膜可靠性等問題。圖1顯示了SiC和Si各自的故障率隨時間變化曲線（浴盆曲線）。由于SiC晶圓具有較多的晶體缺陷和較高的內部電場強度，因此，與Si相比，SiC在早期失效階段的失效率不可避免地呈現較高的趨勢。
圖1：Si和SiC的故障率隨時間變化曲線
為了確保SiC達到與Si同等的質量和可靠性水平，我們通過獨特的老化（Burn-in）測試來提升其品質。該老化測試主要關注柵氧化膜的質量及SiC基板的質量。柵氧化膜引起的失效模式包括氧化膜形成異常導致的柵極漏電流異常，以及氧化膜界面載流子陷阱引起的柵極閾值電壓（VGS(th)）波動等，因此確保柵氧化膜質量被認為是最重要的課題。本公司針對本課題，根據大量積累的數據，如柵氧化膜壽命的電壓加速特性、故障和特性變化的檢測技術等，以及高級概率統計分布計算結果，優化了老化測試條件，由此確保我司SiC功率半導體可達到令客戶安心使用的品質標準。圖2展示了實施老化測試后的Si與SiC故障率隨時間變化的對比圖。老化測試后，品質達到與Si相當的水平。因此，我司SiC功率器件已率先在全球范圍內應用于對品質要求嚴苛的軌道交通車輛主變流器裝置，并具有良好的市場表現。
圖2：Si和SiC的故障率隨時間變化曲線（加速老化試驗后）
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