SiC MOSFET(Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是以碳化矽(SiC)取代矽(Si)作為半導體材料的功率MOSFET。SiC與Si相比,能隙為3倍(3.26eV)、崩潰電場為10倍、熱傳導率為3倍,可在高電壓(600V~10kV)、高溫(超過200°C)、高頻下運作。在電動車(EV)的逆變器、車載充電器(OBC)、DC-DC轉換器應用上快速成長,Tesla Model 3的採用(2018年)成為市場普及的轉折點。
SiC MOSFET的主要特性是導通電阻(RDS(on))低、切換損耗小。與相同耐壓的Si IGBT相比,導通電阻可降至約1/300,並可提高切換頻率,使濾波元件(電感、電容)小型化。在EV逆變器中採用SiC MOSFET,可使系統效率提升約1~3%,實現續航距離延長、電池容量削減與設備輕量化。意法半導體、Wolfspeed、安森美(onsemi)、英飛凌、羅姆為主要供應商。
SiC MOSFET的製造需要不同於傳統Si半導體的專用製程。在SiC晶圓(目前主流為150mm,正轉換至200mm)上進行的離子佈植(高溫、高能量)、閘極氧化層形成(SiO2/SiC介面品質是效能關鍵)、高溫退火(超過1500°C)等步驟為其特有。SiC磊晶層的成長使用MOCVD設備。與GaN功率元件的比較請參閱SiC與GaN功率半導體的差異的比較文章,SiC材料的基礎請參閱碳化矽(SiC)。