羅姆首次實現(xiàn)SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝，并開始量產(chǎn)

日本知名半導(dǎo)體制造商羅姆（總部位于日本京都）面向工業(yè)設(shè)備和太陽能發(fā)電功率調(diào)節(jié)器等的逆變器、轉(zhuǎn)換器，開發(fā)出耐壓高達(dá)1200V的第2代SiC（Silicon carbide：碳化硅）MOSFET“SCH2080KE”。此產(chǎn)品損耗低，可靠性高，在各種應(yīng)用中非常有助于設(shè)備實現(xiàn)更低功耗和小型化。

 

本產(chǎn)品于世界首次※成功實現(xiàn)SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝。內(nèi)部二極管的正向電壓（VF）降低70％以上，實現(xiàn)更低損耗的同時還可減少部件個數(shù)。

生產(chǎn)基地在ROHM Apollo Co., Ltd.（日本福岡縣），從6月份開始出售樣品，從7月份開始陸續(xù)量產(chǎn)?！鶕?jù)羅姆的調(diào)查（截至2012年6月14日）

 

現(xiàn)在，在1200V級別的逆變器和轉(zhuǎn)變器中一般使用Si-IGBT，但尾電流和外置FRD的恢復(fù)導(dǎo)致的功率轉(zhuǎn)換損耗較大，因此，更低損耗、可高頻動作的SiC-MOSFET的開發(fā)備受期待。但是，傳統(tǒng)的SiC-MOSFET，體二極管通電導(dǎo)致的特性劣化（導(dǎo)通電阻和正向電壓的上升／耐性劣化）和柵氧化膜故障等可靠性方面的課題較多，之前無法實現(xiàn)真正的全面導(dǎo)入。

 

此次，羅姆通過改善晶體缺陷相關(guān)工藝和元件構(gòu)造，成功地攻克了包括體二極管在內(nèi)的可靠性方面的所有課題。而且，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，單位面積的導(dǎo)通電阻降低了約30％，實現(xiàn)了芯片尺寸的小型化。

 

另外，通過獨(dú)創(chuàng)的安裝技術(shù)，還成功將傳統(tǒng)上需要外置的SiC-SBD一體化封裝，使SiC-MOSFET的體二極管長久以來的課題—降低正向電壓成為可能。

 

由此，與一般的逆變器中所使用的Si-IGBT相比，工作時的損耗降低了70％以上，實現(xiàn)了更低損耗的同時，還實現(xiàn)了50kHz以上的更高頻率，而且有助于外圍部件的小型化。

 

另外，此次還同時開發(fā)了與SiC-SBD非同一封裝的型號SiC-MOSFET“SCT2080KE”，提供滿足不同電路構(gòu)成和客戶需求的產(chǎn)品。兩種產(chǎn)品將在6月19日(周二)～21日(周四)于上海世博展覽館舉行的聚集電力電子、智能運(yùn)動、電力特性等最新技術(shù)的專業(yè)類展會“PCIM Asia 2012”的羅姆展臺展出。歡迎蒞臨現(xiàn)場參觀。

 

特點(diǎn)

1）SiC-MOSFET與SiC-SBD一體化封裝

成功實現(xiàn)“SCH2080KE”與傳統(tǒng)上需要外置的SiC-SBD的一體化封裝，降低了正向電壓?？蓽p少部件個數(shù)，而且有助于進(jìn)一步節(jié)省空間。產(chǎn)品陣容中還包括傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“SCT2080KE”，可滿足客戶的多種需求。

 

 

2）無開啟電壓，具備卓越的電流電壓特性

通過優(yōu)化工藝和元件構(gòu)造，與第1代產(chǎn)品相比，單位面積的導(dǎo)通電阻降低約30％。不存在一般使用的Si-IGBT長久以來所存在的開啟電壓，因此即使在低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時損耗也很低。

 

3）正向電壓降低70％以上，減少了損耗和部件個數(shù)

SiC-MOSFET的體二極管，在SiC物質(zhì)特性的原理上決定了其開啟電壓較大，高達(dá)2.5V以上，常常成為逆變器工作時的損耗。“SCH2080KE”集SiC-SBD與SiC-MOSFET于同一封裝內(nèi)，大大降低了正向電壓。不僅損耗更低，還可減少部件個數(shù)。

 

4）無尾電流，可進(jìn)行低損耗開關(guān)

由于不會產(chǎn)生Si-IGBT中常見的尾電流，因此關(guān)斷時的開關(guān)損耗可減少90％，有助于設(shè)備更加節(jié)能。另外，達(dá)到了Si-IGBT無法達(dá)到的50kHz以上的開關(guān)頻率，因此，可實現(xiàn)外圍設(shè)備的小型化、輕量化。

 

術(shù)語解說

---- 體二極管(Body diode)

MOSFET的結(jié)構(gòu)中，寄生于內(nèi)部而形成的二極管。逆變器工作時，電流經(jīng)過此二極管，因此要求具備低VF值和高速恢復(fù)特性。

 

---- 尾電流（Tail current）

IGBT中的關(guān)斷時流過的瞬態(tài)電流。因空穴注入的積累時間而產(chǎn)生。此期間內(nèi)需要較高的漏極電壓，因此產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗。

 

---- IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極晶體管)

不僅電子，不同的空穴，電流流經(jīng)而實現(xiàn)低導(dǎo)通電阻的功率晶體管。因空穴注入的積累時間無法高速動作，具有開關(guān)損耗較大的問題。

 

---- 正向電壓（VF　：Forward Voltage)

正向電流流經(jīng)時二極管產(chǎn)生的電壓值。數(shù)值越小耗電量越小。

 

---- 導(dǎo)通電阻

功率元件工作時的電阻值。這是影響功率MOSFET性能的最重要的參數(shù)，數(shù)值越小性能越高。