在碳中和目标牵引下，SiC功率器件正站上新一轮性能极限的起跑线。而东芝最新发布的两项技术成果，则进一步刷新了业界对于“沟槽型MOSFET”与“SBD高温性能”的认知阈值。

就在2025年6月初于熊本举行的ISPSD国际研讨会上，东芝电子元件及存储装置公司发布了一系列针对高温功率转换场景的SiC器件结构创新，涵盖：具备底部p阱结构的沟槽型MOSFET，以及嵌入半超级结柱状结构的SiC肖特基二极管。这两项成果，分别从导通损耗与高温电阻两个技术瓶颈切入，直指电动汽车和可再生能源系统的核心挑战。

1、定义问题：如何在高温场景下兼顾低损耗与高可靠性？

SiC沟槽型MOSFET已被广泛部署于车载逆变器等高性能场景，其沟槽结构相比平面型具备更低导通电阻（Ron），但随之而来的问题是栅氧化层所受的电场强度增大，易导致失效。过去，为提升器件单脉冲雪崩耐受性（UIS Ruggedness），厂商需引入电场缓冲结构，但这又会增加接地电阻、牺牲导通性能，形成“拉扯式”技术平衡。

另一方面，SiC肖特基势垒二极管（SBD）虽以其高速、低反向恢复特性成为车载DC-DC和光伏系统的首选，但其导通电阻在高温下急剧上升，也严重制约其在EV主驱系统等温升剧烈环境中的效能发挥。

2、技术解法：两个结构，一前一后，分别破解“电场”与“温升”难题

解法一：底部p阱结构助力MOSFET兼顾Ron与UIS

图 1. SiC 沟槽 MOSFET 的结构和底部 p 阱的位置，来源：东芝官网

东芝在沟槽型MOSFET内部引入了名为“底部p阱（Bottom p-well）”的新型保护层结构，并在此基础上对接地电阻进行了精准优化。通过实验确认，该结构显著提升了器件的单脉冲雪崩耐受性，且相比传统平面型SiC MOSFET，其导通电阻下降了约20%。更重要的是，这项研究首次明确了UIS性能与电场保护结构接地电阻之间的定量关系，为今后SiC MOSFET的结构设计提供了方向性指导。

图2. 传统平面SiC MOSFET与SiC沟槽MOSFET导通电阻比较（东芝测试结果），图片来源：东芝官网

解法二：半超级结结构让SBD在175°C下电阻下降35%

图 3. 传统 SiC SBD 和 SiC SJ-SBD 的结构

针对高温电阻飙升问题，东芝开发出一种具备半超级结（Semi-Super Junction）垂直柱状结构的SiC SBD，通过在漂移层中引入对称布置的p型柱，重塑电场分布，实现电荷补偿。在175°C环境下测试结果显示，该SJ结构SBD的导通电阻相比传统SiC SBD降低了约35%。这意味着即便在电动汽车或高功率储能系统持续高温工况下，该类器件仍能保持稳定的导通性能和低损耗表现。