“碳化硅对宇宙射线的抗性”指的是碳化硅对宇宙射线的抗性。
半导体器件在其整个生命周期中都受到核粒子辐射的影响。
这种辐射源自高能宇宙粒子撞击大气层，并通过传播和核反应在低空形成核粒子的雨，请参见图16。
图16.之后由宇宙粒子引起的粒子雨的示意图。
图17.高海拔处相对于海平面的中子通量。
对于地球大气上方的太空应用，宇宙辐射主要由质子，离子和伽马射线组成。
对于直到飞机飞行高度的地面应用，大气可以起到很大的屏蔽作用，并且辐射环境取决于地平面的通量密度，约为20中子/ cm 2 /小时中子。
但是，如图17所示，中子通量随高度呈指数增加，因此在考虑由宇宙辐射引起的故障率时必须考虑高度。
尽管地面上的中子通量密度非常低，但是许多功率半导体应用要求单个设备的故障率在1-100 FIT（故障/时间）或更低的范围内。
（1FIT = 109个工作小时内发生1次故障）因此，有必要弄清和理解引起功率半导体器件故障的宇宙辐射机理，并基于该器件和应用参数推导加速度模型，另请参见。
图18显示了在阻塞或反向偏置条件下工作的功率半导体器件的基本故障机理。
示意图显示了阻塞p-i-n二极管结构中的电场分布。
入射的宇宙粒子可能会触发与晶格原子的核反应，反冲离子会激发由电子和空穴组成的带电等离子体。
在正常的反向偏置工作条件下，电场为三角形或梯形（蓝色曲线）。
当入射的宇宙粒子感应出带电的等离子体时，电场在等离子体中被部分屏蔽。
在等离子体区域的边缘甚至产生更强的电场，这可能引起雪崩（红色曲线），雪崩进一步传播通过有源区域，这就是所谓的“电子流”。
图18.后续垂直功率设备中宇宙辐射失效机制的示意图。
为了简单起见，仅考虑反向偏置的一维p-i-n二极管结构等离子通道，随后的拖缆可以使设备短路，然后被耗散的能量破坏。
这就是所谓的“单事件倦怠”。
（SEB）。
在碳化硅和硅中，由宇宙辐射引起的故障率随入射时设备中存在的电场呈指数增加。
具有相似电场的设备具有相似的故障率。
在过去的几十年中，进行了许多加速测试，这些测试表明，当将施加的电压归一化为实际的雪崩击穿电压时，由宇宙射线引起的故障率是相似的，请参见图19。
图19. FIT率经过对不同SiC技术和电压水平的广泛测试后测得。
每次测试所施加的电压均归一化为实际测得的雪崩击穿电压VBR。
报道了相似的结果。
原则上，测试中的失败概率非常低，加速度非常大，因此测试结果显示出在1到2个数量级范围内的相当大的分散。
为简单起见，该图未显示从有限数量的被测设备的每次实验得出的统计误差线。
这些实验是使用质子加速器和散裂中子源进行的，它们可以通过高粒子通量密度实现108量级的高加速因子。
图19表明，故障率与施加的反向电压或阻断电压之间存在明显的指数关系。
由于原则上每个设备的故障概率都很低，并且测试中的统计数据有限，因此测试结果显示出1到2个数量级范围内的离散。
除了这种分散之外，还可以从这些结果推断出平均指数电压加速模型。
为了验证加速度模型，在基于人工离子源进行加速实验的同时，还在高海拔和大气中子的自然通量下进行了存储实验。
利用由宇宙射线引起的故障率与雪崩击穿电压之间的关系，可以优化功率器件的鲁棒性。
一般而言，垂直功率器件可以设计成具有更高的雪崩击穿电压，从而具有更大的厚度和更小的厚度。