4H - SiC 材料相比其他半导体（Si、GaAs、GaN）更优异，可从禁带宽度、本征载流子浓度、击穿电场、热导率、电子饱和速度等关键物理特性逐一分析：
禁带宽度决定半导体的 “耐压、耐高温、抗辐射” 能力。4H - SiC 的Eg=3.26eV，远大于 Si（1.12eV）和 GaAs（1.43eV），接近 GaN（3.39eV）。大禁带意味着材料能承受更高的电场和温度，不易被 “本征激发”（热激发产生载流子），适合高压、高温、强辐射场景。
本征载流子浓度反映 “高温下的漏电特性”。4H - SiC 的ni=8.2×10−9cm−3，远低于 Si（1.5×1010cm−3）、GaAs（1.1×107cm−3），也低于 GaN（1.9×10−10cm−3）。ni越小，高温下 “本征激发” 产生的载流子越少，高温漏电越小，器件高温可靠性越强。
击穿电场决定半导体的 “耐压极限”。4H - SiC 的EBR=3.0MV/cm，远高于 Si（0.3MV/cm）、GaAs（0.4MV/cm），接近 GaN（3.3MV/cm）。高击穿电场意味着器件能承受更高的工作电压，是高压功率器件的核心优势。
热导率反映 “散热能力”。4H - SiC 的热导率为4.5W/Kcm，远高于 Si（1.5W/Kcm）、GaAs（0.5W/Kcm）、GaN（1.3W/Kcm）。高热导率能快速导出器件工作时产生的热量，提升功率密度和可靠性，尤其适合大功率器件。
电子饱和速度决定 “高频工作能力”。4H - SiC 的vs=2.0×107cm/s，高于 Si 和 GaAs（均为1.0×107cm/s），接近 GaN（2.5×107cm/s）。电子饱和速度越高，器件在高频、大电流下的开关速度越快，高频性能越好。
综上，4H - SiC 在高压耐受、高温可靠性、大功率散热、高频开关等关键特性上，相比 Si、GaAs 优势显著，即使与 GaN 相比，也在 “热导率” 等方面表现突出，因此适合高压、大功率、高频的核心器件应用，材料特性十分优异。
支付宝打赏
微信打赏
