罗姆与APEI联合开发出高速、大电流的SiC沟槽MOS模块

日本知名半导体制造商罗姆株式会社（总部：日本京都市）日前面向EV、HEV车（电动汽车、混合动力车）及工业设备，与拥有电力系统和电源封装技术的Arkansas Power Electronics International（APEI）公司联合开发出搭载了SiC沟槽MOS的高速、大电流模块“APEI　HT2000”。该模块一改传统的Si模块的设计，由于最大限度地利用了SiC器件的特点，从而大幅改善了电气特性、机械特性，同时实现了超小型化、轻量化、高效化，在SiC模块的普及上迈出了巨大的一步。该模块共搭载了16个罗姆开发的SiC沟槽MOS，经验证可在600V/1000A条件下工作，而且实现了Si-IGBT不可能实现的数十纳秒的超高开关速度。不仅如此，这种模块的使用范围高达1200V级。另外，在250℃的高温下亦可工作。基于这些特点，不仅传统的Si-IGBT模块，现在正被广泛开发的SiC模块中，也成功开发出了电气性能和机械性能都很卓越的模块。该模块预计于2012年开始面向特殊用途提供样品，3～4年后达到实际应用阶段。

近年来，在迅速发展的混合动力车(HEV)、电动汽车(EV)等所代表的电力电子领域，要求提供更高功率化、更高效化、更高温度条件下工作的元器件，而使用传统的Si材料是无法解决这些课题的，但通过使用材料性能卓越的SiC，可以满足这些要求。因此，电力电子市场的需求也从Si模块转向高效SiC模块。

之前罗姆开发的超低电阻（约2mΩ・cm^２）SiC沟槽MOSFET可通过单片承受100A级的电流。而此次，罗姆进一步成功的降低了MOSFET的门极电容，开关速度与现有的SiC-DMOS相比可提高50％，与罗姆以往的SiC沟槽MOS相比也提高了30％。但是，传统的模块，为了元器件的散热，确保元器件的工作温度，需要加大模块面积，因此往往导致模块的寄生电感增大。因此，即使搭载SiC沟槽MOS，由于模块本身的限制也无法有效发挥其特点。而此次APEI开发出了通过将模块的面积小型化、进一步优化布局、大幅降低了寄生电感的模块。另外，这种模块上搭载沟槽MOS可承受1000A级水平的大电流，与传统的Si-IGBT模块相比，可以减少一半导通电阻。此外，实现了开关时间仅需数十纳秒的超高速工作，与Si-IGBT相比成功将开关损耗降低到了1/3。不仅如此，由于所使用的材料变更为高性能材料，因此模块的面积减少到30％，并同时实现了Si-IGBT不可能实现的高温（250℃）驱动。而且，根据端子的连接方法，可按半桥、全桥、串联进行选用。另外，还能搭载罗姆开发的所有的SiC器件，可进行满足客户规格要求的设计。

传统的SiC模块，仅需将Si模块所使用的Si器件更换为SiC器件即可实现高效化和高温化，但使用Si器件的模块设计中，无法最大限度的发挥材料性能卓越的SiC的特点。此次，通过大幅变更设计，优化使用SiC器件的模块，成功开发出了可以最大限度发挥SiC特点的模块。

＜主要特点＞

１）超轻量

２）超小型

３）大功率（1000A级）　　　　

４）高速开关

５）高温驱动

＜主要规格＞

＜模块的导通特性＞

＜模块的电路结构＞

＜SiC沟槽MOS模块“APEI HT2000”＞