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羅姆量產溝槽式SiC 導通電阻降低再下一城
 

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

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在全球功率半導體市場,SiC(碳化矽)元件的發展,一直是主要業者所十分在意的重點,理由在於它與傳統的MOSFET或是IGBT元件相較,SiC可以同時兼顧高開關頻率或高操作電壓,反觀MOSFET與IGBT只能各自顧及開關頻率與操作電壓,顯然地SiC元件相對地較有技術優勢。

羅姆半導體應用設計支援部課長蘇建榮
羅姆半導體應用設計支援部課長蘇建榮

SiC顧名思義,就是矽與碳採1比1結合而成的化合物半導體,對於熱、化學與機械現象,都能有相當不錯的表現,舉例來說,它幾乎不跟酸鹼產生任何化學反應,在摩氏硬度上也幾乎可以跟鑽石抗衡。所以歸納來看,SiC元件它具備低導通電阻、耐壓能力達600V以上、低開關損耗,以及工作溫度可達150℃以上。根據Yole的調查顯示,到了2020年,SiC市場將會成長至362百萬美元的規模。

日系功率半導體大廠羅姆半導體(ROHM)在SiC也有相當程度的進展,在2010年的四月ROHM便已量產了以SiC為主的二極體元件,同年十二月也量產了功率開關元件,到了2014年,在二極體與開關元件,各自推出了第二代的產品。而在近期,ROHM也發表了第三代產品,值得注意的是,第三代產品的設計採取了溝槽式結構設計,相較於過往平面式SiC,其導通電阻可降低50%。

羅姆半導體應用設計支援部課長蘇建榮談到,第三代SiC元件的最大特色就是晶片上的閘極改採溝槽式結構,這種結構相較傳統的平面結構,有助於整體Cell的密度提升,導通電阻亦能更進一步降低,或是在相同的導通電阻下,進一步縮小元件尺寸。另一方面,過去平面結構SiC一直以來都有Gate Trench底部電場集中的問題,此一現象會造成元件可靠度不高的問題,但新的溝槽式結構有助於緩和這種情況,並進一步提升可靠度。除此之外,羅姆半導體的第三代產品,也將開關元件與SBD兩者加以整合為全SiC模組,額定電壓達1200V、額定電流亦可達到180A,與過去的產品線相較,其開關損耗亦可以降低42%。

羅姆半導體功率元件製造部部長伊野和英談到,該產品的推出,相信對於市場會造成一些話題性,他也預言溝槽式結構將會是SiC未來的發展趨勢,當然另外一種材料氮化鎵的發展,也會密切注意,至於未來會鎖定的應用,應為特殊或是高頻電源,以及汽車市場等。

關鍵字: SiC  MOSFET  IGBT  功率半導體  開關頻率  額定電壓  二極體  導通電阻  羅姆半導體 
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