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罗姆量产沟槽式SiC 导通电阻降低再下一城
 

【CTIMES/SmartAuto 姚嘉洋 报导】   2015年08月14日 星期五

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在全球功率半导体市场,SiC(碳化矽)元件的发展,一直是主要业者所十分在意的重点,理由在于它与传统的MOSFET或是IGBT元件相较,SiC可以同时兼顾高开关频率或高操作电压,反观MOSFET与IGBT只能各自顾及开关频率与操作电压,显然地SiC元件相对地较有技术优势。

罗姆半导体应用设计支援部课长苏建荣
罗姆半导体应用设计支援部课长苏建荣

SiC顾名思义,就是矽与碳采1比1结合而成的化合物半导体,对于热、化学与机械现象,都能有相当不错的表现,举例来说,它几乎不跟酸碱产生任何化学反应,在摩氏硬度上也几乎可以跟钻石抗衡。所以归纳来看,SiC元件它具备低导通电阻、耐压能力达600V以上、低开关损耗,以及工作温度可达150℃以上。根据Yole的调查显示,到了2020年,SiC市场将会成长至362百万美元的规模。

日系功率半导体大厂罗姆半导体(ROHM)在SiC也有相当程度的进展,在2010年的四月ROHM便已量产了以SiC为主的二极体元件,同年十二月也量产了功率开关元件,到了2014年,在二极体与开关元件,各自推出了第二代的产品。而在近期,ROHM也发表了第三代产品,值得注意的是,第三代产品的设计采取了沟槽式结构设计,相较于过往平面式SiC,其导通电阻可降低50%。

罗姆半导体应用设计支援部课长苏建荣谈到,第三代SiC元件的最大特色就是晶片上的闸极改采沟槽式结构,这种结构相较传统的平面结构,有助于整体Cell的密度提升,导通电阻亦能更进一步降低,或是在相同的导通电阻下,进一步缩小元件尺寸。另一方面,过去平面结构SiC一直以来都有Gate Trench底部电场集中的问题,此一现象会造成元件可靠度不高的问题,但新的沟槽式结构有助于缓和这种情况,并进一步提升可靠度。除此之外,罗姆半导体的第三代产品,也将开关元件与SBD两者加以整合为全SiC模组,额定电压达1200V、额定电流亦可达到180A,与过去的产品线相较,其开关损耗亦可以降低42%。

罗姆半导体功率元件制造部部长伊野和英谈到,该产品的推出,相信对于市场会造成一些话题性,他也预言沟槽式结构将会是SiC未来的发展趋势,当然另外一种材料氮化镓的发展,也会密切注意,至于未来会锁定的应用,应为特殊或是高频电源,以及汽车市场等。

關鍵字: SiC  MOSFET  IGBT  功率半导体  开关频率  额定电压  二极管  导通电阻  罗姆半导体 
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