羅姆首次實(shí)現SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝，并開(kāi)始量產(chǎn)

日本知名半導體制造商羅姆（總部位于日本京都）面向工業(yè)設備和太陽(yáng)能發(fā)電功率調節器等的逆變器、轉換器，開(kāi)發(fā)出耐壓高達1200V的第2代SiC（Silicon carbide：碳化硅）MOSFET“SCH2080KE”。此產(chǎn)品損耗低，可靠性高，在各種應用中非常有助于設備實(shí)現更低功耗和小型化。

 

本產(chǎn)品于世界首次※成功實(shí)現SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝。內部二極管的正向電壓（VF）降低70％以上，實(shí)現更低損耗的同時(shí)還可減少部件個(gè)數。

生產(chǎn)基地在ROHM Apollo Co., Ltd.（日本福岡縣），從6月份開(kāi)始出售樣品，從7月份開(kāi)始陸續量產(chǎn)?！鶕_姆的調查（截至2012年6月14日）

 

現在，在1200V級別的逆變器和轉變器中一般使用Si-IGBT，但尾電流和外置FRD的恢復導致的功率轉換損耗較大，因此，更低損耗、可高頻動(dòng)作的SiC-MOSFET的開(kāi)發(fā)備受期待。但是，傳統的SiC-MOSFET，體二極管通電導致的特性劣化（導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(wú)法實(shí)現真正的全面導入。

 

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

 

另外，通過(guò)獨創(chuàng )的安裝技術(shù)，還成功將傳統上需要外置的SiC-SBD一體化封裝，使SiC-MOSFET的體二極管長(cháng)久以來(lái)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(shí)的損耗降低了70％以上，實(shí)現了更低損耗的同時(shí)，還實(shí)現了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(shí)開(kāi)發(fā)了與SiC-SBD非同一封裝的型號SiC-MOSFET“SCT2080KE”，提供滿(mǎn)足不同電路構成和客戶(hù)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、智能運動(dòng)、電力特性等最新技術(shù)的專(zhuān)業(yè)類(lèi)展會(huì )“PCIM Asia 2012”的羅姆展臺展出。歡迎蒞臨現場(chǎng)參觀(guān)。

 

特點(diǎn)

1）SiC-MOSFET與SiC-SBD一體化封裝

成功實(shí)現“SCH2080KE”與傳統上需要外置的SiC-SBD的一體化封裝，降低了正向電壓?？蓽p少部件個(gè)數，而且有助于進(jìn)一步節省空間。產(chǎn)品陣容中還包括傳統結構的“SCT2080KE”，可滿(mǎn)足客戶(hù)的多種需求。

 

 

2）無(wú)開(kāi)啟電壓，具備卓越的電流電壓特性

通過(guò)優(yōu)化工藝和元件構造，與第1代產(chǎn)品相比，單位面積的導通電阻降低約30％。不存在一般使用的Si-IGBT長(cháng)久以來(lái)所存在的開(kāi)啟電壓，因此即使在低負載運轉時(shí)損耗也很低。

 

3）正向電壓降低70％以上，減少了損耗和部件個(gè)數

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

 

4）無(wú)尾電流，可進(jìn)行低損耗開(kāi)關(guān)

由于不會(huì )產(chǎn)生Si-IGBT中常見(jiàn)的尾電流，因此關(guān)斷時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗可減少90％，有助于設備更加節能。另外，達到了Si-IGBT無(wú)法達到的50kHz以上的開(kāi)關(guān)頻率，因此，可實(shí)現外圍設備的小型化、輕量化。

 

術(shù)語(yǔ)解說(shuō)

---- 體二極管(Body diode)

MOSFET的結構中，寄生于內部而形成的二極管。逆變器工作時(shí)，電流經(jīng)過(guò)此二極管，因此要求具備低VF值和高速恢復特性。

 

---- 尾電流（Tail current）

IGBT中的關(guān)斷時(shí)流過(guò)的瞬態(tài)電流。因空穴注入的積累時(shí)間而產(chǎn)生。此期間內需要較高的漏極電壓，因此產(chǎn)生較大的開(kāi)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(shí)現低導通電阻的功率晶體管。因空穴注入的積累時(shí)間無(wú)法高速動(dòng)作，具有開(kāi)關(guān)損耗較大的問(wèn)題。

 

---- 正向電壓（VF?。篎orward Voltage)

正向電流流經(jīng)時(shí)二極管產(chǎn)生的電壓值。數值越小耗電量越小。

 

---- 導通電阻

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