世界首家※！ROHM開始量產(chǎn)采用溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET

※截至2015年4月23日ROHM調(diào)查數(shù)據(jù)

全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM近日于世界首家※開發(fā)出采用溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET，并已建立起了完備的量產(chǎn)體制。與已經(jīng)在量產(chǎn)中的平面型SiC-MOSFET相比，同一芯片尺寸的導(dǎo)通電阻可降低50%，這將大幅降低太陽能發(fā)電用功率調(diào)節(jié)器和工業(yè)設(shè)備用電源、工業(yè)用逆變器等所有相關(guān)設(shè)備的功率損耗。

另外，此次開發(fā)的SiC-MOSFET計(jì)劃將推出功率模塊及分立封裝產(chǎn)品，目前已建立起了完備的功率模塊產(chǎn)品的量產(chǎn)體制。前期工序的生產(chǎn)基地為ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福岡縣)，后期工序的生產(chǎn)基地為ROHM總部工廠(日本京都市)。今后計(jì)劃還將逐步擴(kuò)充產(chǎn)品陣容。

<背景>

近年來，在全球范圍尋求解決供電問題的大背景下，涉及到如何有效地輸送并利用所發(fā)電力的“功率轉(zhuǎn)換”備受關(guān)注。SiC功率器件作為可顯著減少這種功率轉(zhuǎn)換時(shí)的損耗的關(guān)鍵器件而備受矚目。ROHM一直在進(jìn)行領(lǐng)先行業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)，于2010年成功實(shí)現(xiàn)SiC MOSFET的量產(chǎn)，并在持續(xù)推進(jìn)可進(jìn)一步降低功率損耗的元器件開發(fā)。

京都大學(xué) 工學(xué)研究科 電子工學(xué)專業(yè)　　木本恒暢教授表示：

“Si(硅)材料已經(jīng)接近其理論性能極限。對(duì)此，ROHM公司率先發(fā)力采用可實(shí)現(xiàn)高耐壓、低損耗(高效率)的SiC(碳化硅：Silicon carbide)材料的SiC功率器件，一直在推進(jìn)領(lǐng)先全球的開發(fā)與量產(chǎn)。

此次，采用可最大限度發(fā)揮SiC特性的溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET在全球率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其成功意義非常巨大，是劃時(shí)代的里程碑。該SiC-MOSFET是兼?zhèn)錁O其優(yōu)異的低損耗特性與高速開關(guān)特性的最高性能的功率晶體管，功率轉(zhuǎn)換時(shí)的效率更高，可“毫無浪費(fèi)”地用電，其量產(chǎn)將為太陽能發(fā)電用功率調(diào)節(jié)器和工業(yè)設(shè)備用電源等所有設(shè)備進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能化、小型化、輕量化做出貢獻(xiàn)。”

<特點(diǎn)>

1.采用溝槽結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通電阻功率器件

到目前為止，溝槽結(jié)構(gòu)因在SiC-MOSFET中采用可有效降低導(dǎo)通電阻而備受關(guān)注，但為了確保元器件的長(zhǎng)期可靠性，需要設(shè)計(jì)能夠緩和Gate Trench部分產(chǎn)生的電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。

此次，ROHM通過采用獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)，成功地解決了該課題，并世界首家實(shí)現(xiàn)了采用溝槽結(jié)構(gòu)的SiC-MOSFET的量產(chǎn)。與已經(jīng)在量產(chǎn)中的平面型SiC-MOSFET相比，導(dǎo)通電阻可降低約50%，同時(shí)還提高了開關(guān)性能(輸入電容降低約35%)。

2.“全SiC”功率模塊拓展

ROHM又開發(fā)出采用此次開發(fā)的溝槽結(jié)構(gòu)SiC-MOSFET的“全SiC”功率模塊。

該產(chǎn)品內(nèi)部電路為2in1結(jié)構(gòu)，采用SiC-MOSFET及SiC-SBD，額定電壓1200V，額定電流180A。

與同等水平額定電流的Si-IGBT模塊產(chǎn)品相比，其顯著優(yōu)勢(shì)當(dāng)然不必言說，即使與使用平面型SiC-MOSFET的“全SiC”模塊相比，其開關(guān)損耗也降低了約42%。

<產(chǎn)品陣容>

・“全SiC”功率模塊

・分立產(chǎn)品

ROHM將依次展開額定電壓650V、1200V各3款產(chǎn)品的開發(fā)。額定電流將繼續(xù)開發(fā)118A(650V)、95A(1200V)的產(chǎn)品。

<術(shù)語解說>

・MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field　Effect　Transistor的簡(jiǎn)稱)

金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是FET中最被普遍使用的結(jié)構(gòu)。

作為開關(guān)元件使用。

・溝槽式結(jié)構(gòu)

溝槽(Trench)意為凹槽。是在芯片表面形成凹槽，在其側(cè)壁形成MOSFET柵極的結(jié)構(gòu)。不存在平面型MOSFET在結(jié)構(gòu)上存在的JFET電阻，比平面結(jié)構(gòu)更容易實(shí)現(xiàn)微細(xì)化，因此有望實(shí)現(xiàn)接近SiC材料原本性能的導(dǎo)通電阻。