碳化硅二极管的特点及应用
碳化硅早在1842年就被发现了，但因其制备时的工艺难度大，并且器件的成品率低，导致了价格较高，这影响了它的应用。
碳化硅材料有很多优点，如禁带宽度很大、临界击穿场强很高、热导率很大、饱和电子漂移速度很高和介电常数很低。首先大的禁带宽度，如4H-SiC其禁带宽度为3.26 eV，是硅材料禁带宽度的三倍多，这使得器件能耐高温并且能发射蓝光；高的临界击穿场强，碳化硅的临界击穿场强(2-4 MV/cm)很高，4H-SiC的临界击穿场强为2.2 MV/cm，这要高出Si和GaAs一个数量级，所以碳化硅器件能够承受高的电压和大的功率；大的热导率，热导率是Si的3.3倍和GaAs的10倍，热导率大，器件的导热性能就好，集成电路的集成度就可以提高，但散热系统却减少了，进而整机的体积也大大减小了；高的饱和电子漂移速度和低的介电常数能够允许器件工作在高频、高速下。但是值得注意的是碳化硅具有闪锌矿和纤锌矿结构，结构中每个原子都被四个异种原子包围，虽然Si-C原子结合为共价键，但硅原子1.8的负电性小于负电性为2.6的C原子，根据Pauling公式，离子键合作用贡献约占12%，从而对载流子迁移率有一定的影响，据目前已发表的数据，各种碳化硅同素异形体中，轻掺杂的 3C-SiC的载流子迁移率最高，与之相关的研究工作也较多，在较高纯的3C-SiC中，其电子迁移率可能会超过1000cm/(V.s)，最高的跟硅也有一定的差距。
硅材料存在如下缺点：①电气性能方面，随着电力变换的损失大，耐压降低；②学物理性能方面，不能在高温下工作。在电力领域的应用上受到限制。因此，近年来，性能上远远胜过Si材料，具有优异的物理、电气性能的碳化硅(Sic)材料引起人们关注。
1999年，关西电力公司与CREE公司通过减少SIC片晶体缺陷及提高外延膜的质量，开发高可靠性接合终端技术，在世界上率先开发成功6.2kV的SIC二极管，然后，以实际应用于电力方面为目标进行了研究。
主要改进方面:
(1)减少晶体缺陷，増大外延膜厚度，降低掺杂物浓度，改进电极成形条件；
(2)开发低导通电压、高耐压元件结构、改进表面保护膜，开发高耐压高温安装技术，其特点是可实现下述电力变换设备的小型化、高效率化。
(a)由于提高负荷电压(6.2kv-12.3 kv)可减少电力变换器的结构元件數(约为SI二极管50%)；
(b)由于维持高温下的特性(约150℃~约300℃)，可以简化冷却装置(水冷式→空气冷却式)；
(c)由于降低漏泄电流(10μA)，降低导通电压(在100A/cm2电流下为4.9V，约为Si的1/3)，缩短电压恢复时间(在100A/cm2电流下其恢复时间约20ns，相当于Si的1/ 10左右)，可以降低通电时交直流切换的电力损失(电力损失约为Si二极管的1/5以下}。
可以预计该二极管应用前景看好：
1. 提高供电可靠性
通过应用于BTB(交直变换装置)等电力公司间交换电力的系统连接装置，以及SVG(无功功率发生装置)等系统稳定化装置。使超高压输电线由于事故等引起的频率变动影响抑制在最小范围内，可维持高质量供电。
2. 与分散型电源的联系
可应用于大型蓄电池(燃料电池、小型燃气轮机发电)等的联系用逆变器装置。
3. 其它方面的应用
该二极管可望有效应用于磁悬浮列车及电动汽车用逆变器，X射线源等各种高耐压电源及
CRT显示器的驱动装置、电视及移动通信用电波发射装置。
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