※截至2015年4月23日ROHM調(diào)查數(shù)據(jù)

全球知名半導體制造商ROHM近日于世界首家※開發(fā)出采用溝槽結構的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)設備用電源、工業(yè)用逆變器等所有相關設備的功率損耗。

另外，此次開發(fā)的SiC-MOSFET計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)。今后計劃還將逐步擴充產(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“功率轉換”備受關注。SiC功率器件作為可顯著減少這種功率轉換時的損耗的關鍵器件而備受矚目。ROHM一直在進行領先行業(yè)的相關產(chǎn)品研發(fā)，于2010年成功實現(xiàn)SiC MOSFET的量產(chǎn)，并在持續(xù)推進可進一步降低功率損耗的元器件開發(fā)。

京都大學 工學研究科 電子工學專業(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。對此，ROHM公司率先發(fā)力采用可實現(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，一直在推進領先全球的開發(fā)與量產(chǎn)。

此次，采用可最大限度發(fā)揮SiC特性的溝槽結構的SiC-MOSFET在全球率先實現(xiàn)量產(chǎn)，其成功意義非常巨大，是劃時代的里程碑。該SiC-MOSFET是兼?zhèn)錁O其優(yōu)異的低損耗特性與高速開關特性的最高性能的功率晶體管，功率轉換時的效率更高，可“毫無浪費”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)設備用電源等所有設備進一步實現(xiàn)節(jié)能化、小型化、輕量化做出貢獻。”

<特點>

1.采用溝槽結構，實現(xiàn)低導通電阻功率器件

到目前為止，溝槽結構因在SiC-MOSFET中采用可有效降低導通電阻而備受關注，但為了確保元器件的長期可靠性，需要設計能夠緩和Gate Trench部分產(chǎn)生的電場的結構。

此次，ROHM通過采用獨創(chuàng)的結構，成功地解決了該課題，并世界首家實現(xiàn)了采用溝槽結構的SiC-MOSFET的量產(chǎn)。與已經(jīng)在量產(chǎn)中的平面型SiC-MOSFET相比，導通電阻可降低約50%，同時還提高了開關性能(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)的溝槽結構SiC-MOSFET的“全SiC”功率模塊。

該產(chǎn)品內(nèi)部電路為2in1結構，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)勢當然不必言說，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。

<術語解說>

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

金屬-氧化物-半導體場效應晶體管，是FET中最被普遍使用的結構。

作為開關元件使用。

・溝槽式結構

溝槽(Trench)意為凹槽。是在芯片表面形成凹槽，在其側壁形成MOSFET柵極的結構。不存在平面型MOSFET在結構上存在的JFET電阻，比平面結構更容易實現(xiàn)微細化，因此有望實現(xiàn)接近SiC材料原本性能的導通電阻。