罗姆实现SiC-SBD与SiC-MOSFET的一体化封装

日本知名半导体制造商罗姆（总部位于日本京都）面向工业设备和太阳能发电功率调节器等的逆变器、转换器，开发出耐压高达1200V的第2代SiC（Silicon carbide：碳化硅）MOSFET“SCH2080KE”。此产品损耗低，可靠性高，在各种应用中非常有助于设备实现更低功耗和小型化。

本产品于世界首次^※成功实现SiC-SBD与SiC-MOSFET的一体化封装。内部二极管的正向电压（V_F）降低70％以上，实现更低损耗的同时还可减少部件个数。

生产基地在ROHM Apollo Co., Ltd.（日本福冈县），从6月份开始出售样品，从7月份开始陆续量产。

※根据罗姆的调查（截至2012年6月14日）

现在，在1200V级别的逆变器和转变器中一般使用Si-IGBT，但尾电流和外置FRD的恢复导致的功率转换损耗较大，因此，更低损耗、可高频动作的SiC-MOSFET的开发备受期待。但是，传统的SiC-MOSFET，体二极管通电导致的特性劣化（导通电阻和正向电压的上升／耐性劣化）和栅氧化膜故障等可靠性方面的课题较多，之前无法实现真正的全面导入。

此次，罗姆通过改善晶体缺陷相关工艺和元件构造，成功地攻克了包括体二极管在内的可靠性方面的所有课题。而且，与传统产品相比，单位面积的导通电阻降低了约30％，实现了芯片尺寸的小型化。

另外，通过独创的安装技术，还成功将传统上需要外置的SiC-SBD一体化封装，使SiC-MOSFET的体二极管长久以来的课题—降低正向电压成为可能。

由此，与一般的逆变器中所使用的Si-IGBT相比，工作时的损耗降低了70％以上，实现了更低损耗的同时，还实现了50kHz以上的更高频率，而且有助于外围部件的小型化。

另外，此次还同时开发了与SiC-SBD非同一封装的型号SiC-MOSFET“SCT2080KE”，提供满足不同电路构成和客户需求的产品。两种产品将在6月19日(周二)～21日(周四)于上海世博展览馆举行的聚集电力电子、智能运动、电力特性等最新技术的专业类展会“PCIM Asia 2012”的罗姆展台展出。欢迎莅临现场参观。

＜特点＞

1）  SiC-MOSFET与SiC-SBD一体化封装

成功实现“SCH2080KE”与传统上需要外置的SiC-SBD的一体化封装，降低了正向电压。可减少部件个数，而且有助于进一步节省空间。产品阵容中还包括传统结构的“SCT2080KE”，可满足客户的多种需求。

2）  无开启电压，具备卓越的电流电压特性

通过优化工艺和元件构造，与第1代产品相比，单位面积的导通电阻降低约30％。不存在一般使用的Si-IGBT长久以来所存在的开启电压，因此即使在低负载运转时损耗也很低。

3）  正向电压降低70％以上，减少了损耗和部件个数

SiC-MOSFET的体二极管，在SiC物质特性的原理上决定了其开启电压较大，高达2.5V以上，常常成为逆变器工作时的损耗。“SCH2080KE”集SiC-SBD与SiC-MOSFET于同一封装内，大大降低了正向电压。不仅损耗更低，还可减少部件个数。

4）  无尾电流，可进行低损耗开关

由于不会产生Si-IGBT中常见的尾电流，因此关断时的开关损耗可减少90％，有助于设备更加节能。另外，达到了Si-IGBT无法达到的50kHz以上的开关频率，因此，可实现外围设备的小型化、轻量化。

＜术语解说＞

・体二极管(Body diode)

MOSFET的结构中，寄生于内部而形成的二极管。逆变器工作时，电流经过此二极管，因此要求具备低V_F值和高速恢复特性。

・尾电流（Tail current）

IGBT中的关断时流过的瞬态电流。因空穴注入的积累时间而产生。此期间内需要较高的漏极电压，因此产生较大的开关损耗。

・IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)

不仅电子，不同的空穴，电流流经而实现低导通电阻的功率晶体管。因空穴注入的积累时间无法高速动作，具有开关损耗较大的问题。

・正向电压（V_F　：Forward Voltage)

正向电流流经时二极管产生的电压值。数值越小耗电量越小。

・导通电阻