【產(chǎn)通社，7月26日訊】東芝電子元件及存儲裝置株式會社（Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation）官網(wǎng)消息，其新型SiC MOSFE器件結(jié)構(gòu)可同時實現(xiàn)高溫下更高可靠性和更低功率損耗。當(dāng)采用新器件結(jié)構(gòu)的3300V芯片處于175°C高溫時，電流水平是東芝現(xiàn)有器件結(jié)構(gòu)的兩倍以上，新器件結(jié)構(gòu)可在沒有任何可靠性損失的情況下良好運行，而且在室溫下，3300V芯片的導(dǎo)通電阻比現(xiàn)有器件降低約20%，1200V芯片的導(dǎo)通電阻比現(xiàn)有器件降低約40%。


產(chǎn)品特點


碳化硅（SiC）被廣泛視為下一代功率器件的材料，因為它比硅的電壓更高，損耗更低。雖然碳化硅功率器件現(xiàn)在主要用于列車逆變器，但其今后的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括用于工業(yè)設(shè)備的各種光伏發(fā)電系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)。然而，碳化硅器件的使用和市場增長一直受到產(chǎn)品可靠性問題的阻礙。其中一個重要問題是當(dāng)電流流過位于功率MOSFET源極和漏極之間的PN二極管時，晶體缺陷會擴大，這會增加導(dǎo)通電阻并降低器件可靠性。

東芝開發(fā)了一種新型的器件結(jié)構(gòu)，即肖特基勢壘二極管（SBD）內(nèi)嵌式MOSFET，在解決這個問題方面取得了進展。該器件結(jié)構(gòu)在PCIM Europe 2020（國際電力電子系統(tǒng)及元器件展覽會）上獲得報道，并于2020年8月引入產(chǎn)品中。該結(jié)構(gòu)通過在MOSFET中放置一個與PN二極管并聯(lián)的肖特基勢壘二極管以防止PN結(jié)二極管運行；相較于PN結(jié)二極管，內(nèi)嵌肖特基勢壘二極管的通態(tài)電壓更低，電流通過內(nèi)嵌肖特基勢壘二極管，可抑制導(dǎo)通電阻的變化。

然而，在175°C以上的高溫下，該器件結(jié)構(gòu)只能處理有限電流密度。加速采用碳化硅器件要求碳化硅器件在高溫下保持高電流能力和高可靠性。

新器件結(jié)構(gòu)是對肖特基勢壘二極管內(nèi)嵌式MOSFET器件的修改，通過應(yīng)用25%的工藝縮小和優(yōu)化設(shè)計來加強肖特基勢壘二極管對PN二極管中電流的抑制。與東芝目前的器件結(jié)構(gòu)相比，采用了新器件結(jié)構(gòu)的3300V芯片結(jié)構(gòu)在175°C時的電流密度增加了一倍以上，同時并未造成任何可靠性的損失。新器件結(jié)構(gòu)還可在室溫下將3300V芯片的導(dǎo)通電阻降低約20%，并可將1200V芯片的導(dǎo)通電阻降低約40%。


供貨與報價


該成果的詳細信息已在在線舉行的2021年紐倫堡電力電子系統(tǒng)及元器件展（PCIM Europe 2021）和美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）贊助的2021年國際功率半導(dǎo)體器件與集成電路會議（ISPSD 2021）上報道過。東芝于今年5月開始提供采用新器件結(jié)構(gòu)的3.3kV級碳化硅功率模塊樣品出貨。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news.html。（張怡，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）