ロ〖ム、SiCトレンチMOSFETで250☆瓢侯、モ〖タへの柒壟ボ〖ドを悸附
染瞥攣デバイスの排丹弄潑拉を盧る盧年達は、その染瞥攣の積つ潑拉よりもより光廬、より光件僑、より你ノイズ、より絡排萎、より光排暗、といった拉墻が妥滇される。絡排蝸のパワ〖デバイスの盧年達も票屯だ。紛盧達メ〖カ〖絡緘の勢テクトロニクス家が肩號したセミナ〖でSiC MOSFETパワ〖デバイスの附覺をロ〖ムが湯らかにした。
SiC パワ〖MOSFETは、候鉗瀾墑步が幌まったものの、まだ翁緩という憚滔ではない。黎片を瘤るロ〖ムでさえ、シリコンのプロセス供眷に粗稼りする妨で3インチ、4インチのラインを侯っており、警翁欄緩という檬超だという。
SiCのショットキバリヤダイオ〖ドはドイツのインフィニオン家∈Infineon Technologies∷が10鉗漣から欄緩を幌めているが、ショットキダイオ〖ドは染瞥攣と垛擄との儡圭を網脫し、妨喇する冊鎳で腸燙は圭垛になる。山燙に馮窘風促があっても圭垛借妄によりつぶされるため、禍度步は玲かった。しかしMOSFETは排萎がSiC馮窘と煥步遂との腸燙を奶るため、山燙風促の逼讀をまともに減ける。このため排灰の奶りやすさを山す敗瓢刨はシリコンの眶尸の辦と井さい。
SiCの胎蝸は部と咐ってもエネルギ〖バンドギャップがシリコンの1.1eVに孺べ3.0eVもあるため、撬蟬排腸がシリコンの10擒と光い爬だ。しかも瓢侯補刨が光く、錢に動い。撬蟬排腸がもともと光いと、卵暗を光くするための光鳥鉤∈稍姐濕の警ない∷染瞥攣霖を泅くすることができる。シリコンだと卵暗を光めるために光鳥鉤霖を更くせざるを評ず、オン鳥鉤が光くなってしまう。SiCは泅くて貉むため卵暗を光めながらオン鳥鉤を負らすことができる。このため600V卵暗で眶澆Aのトランジスタやダイオ〖ドを侯ることは推白という條だ。
SiCの點き疥は馮窘風促がシリコンと孺べると端めて絡きい爬だ。シリコンでは1000Aクラスのサイリスタやダイオ〖ドは悸脫步されているが、SiCは100A笆懼を侯るのが豈しい。毋えばショットキダイオ〖ドでは20Aクラスが瀾墑であり、75Aクラスはまだ甫墊倡券檬超である。絡排萎をとるためには、絡燙姥にする澀妥があるが、瓢侯燙姥が絡きいと馮窘風促にぶつかる澄唯が絡きくなってしまう。この馮蔡、≈絡燙姥のデバイスはまだコストˇパフォ〖マンスが圭わない、∽とロ〖ムの甫墊倡券塑嬸糠亨瘟デバイス甫墊倡券センタ〖墓の面錄恭會は揭べている。
SiC MOSFETを倡券してきたロ〖ムはSiCの馮窘風促の驢さに丹が燒き、馮窘侯瀾供鎳から風促が掐らない妨喇禱窖を倡券しようとの蛔いから、ドイツのSiCメ〖カ〖であるSiCrystal家を傾箭した。これによって馮窘からプロセス、デバイス欄緩、さらにモジュ〖ル瀾隴まで辦從した欄緩攣擴が臘った。
候鉗欄緩を幌めたMOSFETは卵暗600Vで排萎推翁が5Aと10Aの瀾墑。これ笆懼の絡房ˇ絡燙姥步はまだ瀾墑步できていない。MOSFETでは、煥步遂-染瞥攣腸燙を萎れる排萎に絡きな逼讀を第ぼす煥步遂の菇隴と腸燙に券欄する風促が啼瑪だとする。煥步遂はSiO2が妨喇できると妄鱗弄だが、このためにはCがCO2となって庶叫されることが漣捏である。もしCが煥步遂柒に荒っていると煥步遂の墑劑が你布する。裁えて、ドレインˇソ〖ス撾拌妨喇のためにイオン廟掐した稍姐濕を寵拉步するためのアニ〖ルは1800☆と端めて光い。このためSiが絕券してなくなり風促が券欄してしまうことがある。こういったプロセス懼の啼瑪が荒っているため、殊偽まりはまだそれほど紊くはないようだ。
とはいえ、SiC MOSFETの潑拉は胎蝸弄だ。欄緩しているプレ〖ナ菇隴では、シリコンのMOSFETやIGBTと孺べてオン鳥鉤は1/3と拉墻はよい。倡券面のトレンチ房のMOSFETは1/10とさらに井さく、もっと絡排萎を萎すことができる。倡券莢の面錄會は、≈シリコンと孺べ2×3擒拉墻が紊くても杠狄は傾ってくれない。10擒すなわち1峰紊くなければ豈しい∽という。シリコンデバイスの拉墻は髓鉗渴步しているからだとする。
哭1 250☆瓢侯に喇根 叫諾¨ロ〖ム
SiCのトレンチ菇隴はもともと疊旁絡池の揪僑兜鑒が捏捌したものだが(徊雇獲瘟1)、ロ〖ムは揪僑甫墊技に甫墊鎊を流り90鉗洛稿染からSiCの甫墊を渴めてきた。疊旁を神駱にした緩池息啡の喇根毋といえる甫墊テ〖マとなった。ただ、SiCは柒嬸排腸が光いため、トレンチ菇隴の逞の嬸尸で排腸礁面を彈こしやすい。これを此下するため稍姐濕霖の呵努步肋紛にロ〖ムは艱り寥んできた。2007鉗にオン鳥鉤2.9 mΩcm2、卵暗900Vを活侯、2010鉗には票2.8 mΩ cm2で1250Vを悸附している。翁緩面のプレ〖ナ房では7.0 mΩcm2で1000Vだが、1.95 mΩcm2で1290Vのトレンチ墑を呵奪、倡券している。
哭2 200kHz瓢侯で1/10の絡きさに 叫諾¨ロ〖ム
ロ〖ムは倡券したSiCパワ〖モジュ〖ルの悸蝗脫での刪擦も悸卉している。光補に動いセラミック答饒懼に悸劉し、件跋補刨225☆でTj=250☆の光補瓢侯も澄千している(哭1)。さらに10kWのDC-DCコンバ〖タに努脫した毋(哭2)ではSiのIGBTでは10kHzのスイッチング件僑眶でしか瓢かせなかったが、SiC MOSFETでは200kHzで瓢侯させることに喇根した。この馮蔡、リアクトルコイルを1/10笆布に井房步でき、リアクトル(コイル)推達の腳翁は21kgから720gへと1/30に汾翁步した。
SiC MOSFETを寥み哈んだインバ〖タモジュ〖ル極咳のサイズも井房になった。600V/300Aのインバ〖タモジュ〖ルの絡きさは、2cm∵3cm鎳刨でSi IGBTの1/10の攣姥になったとしている。
哭3 モ〖タに柒壟材墻に 叫諾¨ロ〖ムおよび奧李排怠
悸狠のインバ〖タはモ〖タ擴告するために蝗う條だが、インバ〖タなどの排蝸擴告劉彌とモ〖タとの調違が墓いと絡排萎のためノイズを濺いやすくなる。そこで光補に卵えられるSiC MOSFETモジュ〖ルをモ〖タ柒嬸に寥み哈み、芹俐そのものを沒くカットしたモ〖タを奧李排怠と鼎票で倡券している(哭3)。呵糠房のSiCトレンチMOSとショットキダイオ〖ドを寥み哈んだSiCモジュ〖ル∈14cm∵16cm∵1.9cm∷の擴告ボ〖ド∈600V/1000A∷をモ〖タに柒壟している。
徊雇獲瘟
1. 你煤燎家柴毀えるシリコンカ〖バイド、デバイス悸脫步への蘋を磊り倡く、緩池幢息啡ジャ〖ナル、vol.6, no.12,2010
