在美國加利福尼亞州舊金山舉行的IEEE第64屆國際電子設備會議（IEDM2018）（12月1日至5日）上，三菱電機公司和東京大學提出了提高SiC功率半導體可靠性的新機制。這個新機制是通過確認柵極氧化物和SiC之間的界面下的硫捕獲器件電流路徑中的一些電子傳導，增加閾值電壓而不改變器件的導通電阻而實現的。該機制有望讓電力電子設備提高對電磁噪聲的耐受（我們已知電磁噪聲會導致系統故障）。
圖1．柵極氧化物／SiC界面下硫對器件的影響。
在此項研究中，三菱電機進行了SiC功率半導體器件的設計和制造，并對硫在電流路徑中捕獲電子進行了分析，而東京大學則進行了電子散射的測量。目前，人們一直認為與傳統的氮或磷相比，硫不是在SiC功率半導體器件中為電流傳導提供電子的合適元素。然而，三菱電機和東京大學近年來則專注于對不同性質硫的研究，認為在SiC中的硫固有性質使其趨向于捕獲電子。該特性的確認是提出該SiC功率半導體器件新機制的基礎。
圖2：SiC功率半導體器件的電流和電壓之間的關系。
在該項機制中，在SiC中適量的硫離子和分布在一定程度上阻擋了界面附近的電子，因此在不影響導通電阻的情況下可以增加閾值電壓。人們目前正積極尋求能夠提供這種電特性的合適原子來實現抵抗外部電磁噪聲的影響而不易發生故障的裝置。在這方面，新機制比傳統機制更優異，并且可以保持低導通電阻。三菱電機表示，未來，他們的目標是繼續完善其SiC金屬氧化物半導體場效應晶體管（SiCMOSFET）的設計和規格，以進一步提高SiC功率半導體器件的可靠性。
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