基本半導(dǎo)體發(fā)布高可靠性1200V碳化硅MOSFET

近十年來，第三代半導(dǎo)體技術(shù)已趨于成熟。碳化硅作為第三代半導(dǎo)體器件的重要代表，已在工業(yè)、汽車以及國(guó)防軍工等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用?；景雽?dǎo)體緊跟時(shí)代步伐，采用國(guó)際領(lǐng)先的碳化硅設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝，推出國(guó)內(nèi)首款通過工業(yè)級(jí)可靠性測(cè)試的1200V碳化硅MOSFET，助推國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展。

基本半導(dǎo)體1200V 碳化硅MOSFET采用平面柵碳化硅工藝，結(jié)合元胞鎮(zhèn)流電阻設(shè)計(jì)，開發(fā)出了短路耐受時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)通電阻小，閾值電壓穩(wěn)定的1200V系列性能卓越的碳化硅MOSFET。

基本半導(dǎo)體1200V 碳化硅MOSFET結(jié)構(gòu)圖

技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)：

Ø25℃ Vth閾值電壓≥2.9V：

25℃條件下，器件的GS開啟電壓Vth最小值不低于2.9V，此參數(shù)與國(guó)際大廠競(jìng)品處在同一水平線;

Ø導(dǎo)通電阻RDS(on)典型值160mΩ：

25℃條件下，導(dǎo)通電阻RDS(on)典型值160mΩ;

Ø短路耐受時(shí)間6μs：

25℃條件下VGS=20V，VDS=800V，器件在6μs短路狀態(tài)下未發(fā)生失效;

Ø125℃穩(wěn)定輸出電流10A：

125℃條件下，器件的額定輸出有效電流值為10A。

高可靠性：

Ø高柵氧壽命：

對(duì)于MOSFET器件而言，柵氧的壽命對(duì)器件的壽命有直接影響?；景雽?dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET擊穿場(chǎng)強(qiáng)接近10MV/cm，根據(jù)TDDB測(cè)試門極偏壓30-36V數(shù)據(jù)推算，在VGS=20V應(yīng)用條件下，柵氧壽命在200年以上，柵氧壽命達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

Ø高且穩(wěn)定的擊穿電壓：

DS擊穿電壓是MOSFET器件的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)用中應(yīng)確保加在器件DS兩極的電壓VDS不超過器件的額定標(biāo)稱值;而在實(shí)際應(yīng)用過程中，器件在高壓大電流條件下進(jìn)行關(guān)斷動(dòng)作時(shí)，由于雜散電感的作用，會(huì)在器件DS兩端產(chǎn)生尖峰電壓，尤其是對(duì)于碳化硅這類開關(guān)速度更快的器件，在系統(tǒng)雜散電感一定的條件下，關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓過高，基本半導(dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET實(shí)際擊穿電壓值的平均值高達(dá)1528V，可以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的偶發(fā)性短時(shí)過壓尖峰，降低系統(tǒng)故障率。

Ø高溫下穩(wěn)定的Vth：

在高溫應(yīng)用方面碳化硅器件比硅基器件具有明顯優(yōu)勢(shì)，但目前碳化硅MOSFET的柵極開啟電壓普遍較低，尤其在高溫條件下，柵極開啟電壓相比室溫會(huì)明顯下降，而柵極開啟電壓的高低對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用至關(guān)重要，過低的開啟電壓會(huì)使器件在使用過程中出現(xiàn)誤開通，繼而發(fā)生短路，造成器件損傷或損壞。

基本半導(dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET在Tj=150℃條件下，Vth>2V;

高溫條件下Vth>2V，可降低器件在使用中受干擾因素影響出現(xiàn)誤開通的風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)可靠性。

Ø導(dǎo)通電阻呈正溫度特性變化：

為了達(dá)到提升系統(tǒng)功率，同時(shí)不大幅增加成本的目的，工程師通常選擇多個(gè)小電流器件并聯(lián)使用而非使用單個(gè)電流更大的器件，對(duì)于器件并聯(lián)應(yīng)用，均流是一個(gè)難點(diǎn)，基本半導(dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET在VGS≥16V時(shí)，導(dǎo)通電阻跟溫度呈正相關(guān)性，溫度越高，導(dǎo)通電阻越大，適合于并聯(lián)應(yīng)用。

Ø可靠性測(cè)試(樣品數(shù)量128)

器件的可靠性是其核心競(jìng)爭(zhēng)力，在系統(tǒng)中使用通過嚴(yán)格可靠性測(cè)試的產(chǎn)品對(duì)于系統(tǒng)而言非常重要。基本半導(dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET，在可靠性測(cè)試各個(gè)環(huán)節(jié)表現(xiàn)優(yōu)異。

HTGB：Tj=150℃，VGS=20V, 通過1000h測(cè)試; Tj=150℃，VGS=-5V，通過1000h測(cè)試;

HTGB測(cè)試后測(cè)試Vth參數(shù)，所有被測(cè)試對(duì)象Vth變化小于0.4V;

HTGB測(cè)試后測(cè)試RDS(on)參數(shù)，所有被測(cè)對(duì)象RDS(on)變化小于10%。

ØHTRB：Tj=150℃, VDS=960V，通過1000h測(cè)試;

HTRB測(cè)試后測(cè)試BV參數(shù)，128pcs 測(cè)試樣品平均值為1528V。

短路耐受(樣品數(shù)量22)：

系統(tǒng)運(yùn)行過程中受各種不可控因素影響，會(huì)有較低概率發(fā)生器件短路故障，提升器件的短路耐受時(shí)間可以給驅(qū)動(dòng)器的短路保護(hù)電路帶來更多選擇，同時(shí)可以降低驅(qū)動(dòng)器成本?；景雽?dǎo)體1200V系列碳化硅MOSFET，具有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的短路耐受能力。

Ø測(cè)試條件：Tj=25℃, RG-ext=2.7ohm, VGS=0/20V, VDC=800V

測(cè)試結(jié)果：6.2μs短路測(cè)試通過。在25℃條件下，器件的短路耐受時(shí)間不低于6.2μs

結(jié)論：基本半導(dǎo)體采用業(yè)內(nèi)最成熟可靠的平面柵工藝，結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，開發(fā)出了高可靠性，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)異的1200V系列碳化硅MOSFET，特別是在器件短路耐受能力方面，基本半導(dǎo)體運(yùn)用其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將器件的短路耐受時(shí)間提升到6μs級(jí)別，給工程師應(yīng)用帶來更多選擇的同時(shí)，大大降低了驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)成本和要求。