罗姆业界首款无肖特基势垒二极管的SiC-MOS模块量产

       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，开始SiC－MOS模块（额定1200V/180A）的量产。

       该模块内置的功率半导体元件全部由SiC－MOSFET构成，尚属业界首次※。额定电流提高到180A，应用范围更广，非常有助于各种设备的低功耗化、小型化。

       另外，生产基地在罗姆总部工厂（日本京都），已经开始销售样品，预计12月份开始量产并出货。

 

       罗姆于2012年3月世界首家实现内置的功率半导体元件全部由碳化硅构成的“全SiC”功率模块（额定1200V/100A）的量产。该产品在工业设备等中的应用与研究不断取得进展；而另一方面，在保持小型模块尺寸的同时希望支持更大电流的需求高涨，此类产品的开发备受市场期待。

       通常，为了实现大电流化，一般采用增加MOSFET使用数量等方法来实现，但这需要整流元件即二极管配套使用，因此长期以来很难保持小型尺寸。

 

       此次，罗姆采用消除了体二极管通电劣化问题的第2代SiC-MOSFET，成功开发出无需整流元件—二极管的SiC功率模块（SiC-MOS模块），使SiC-MOSFET的搭载面积増加，在保持小型模块尺寸的同时实现了大电流化。

 

                      

       内置的SiC-MOSFET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各种课题。

       由此，与逆变器中使用的一般Si-IGBT相比，损耗降低50％以上，在实现更低损耗的同时，还实现了50kHz以上的更高频率，有利于外围元件的小型化。

 

＜特点＞

1）  MOS单体即可保持开关特性不变。无尾电流，开关损耗更低

       即使去掉SBD亦可实现与以往产品同等的开关特性。由于不会产生Si-IGBT中常见的尾电流，损耗可降低50％以上，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，还可实现外围设备的小型化、轻量化。

                 

                 

2）  可逆向导通，实现高效同步整流电路

       一般Si-IGBT元件无法逆向导通，而SiC-MOSFET可通过体二极管实现常时逆向导通。另外，通过输入栅极信号，还可实现MOSFET的逆向导通，与二极管相比，可实现更低电阻。通过这些逆向导通特性，与二极管整流方式相比，可在1000V以上的范围采用高效同步整流方式的技术。

               

3）  成功解决体二极管的通电劣化，通电时间达1000小时以上且无特性劣化

       罗姆究明了体二极管通电的缺陷扩大机理，通过工艺、元件结构成功控制了产生劣化的因素。一般产品通电时间超过20小时导通电阻就会大幅增加，但本产品通电时间达1000小时以上导通电阻也不会增大。

 

                        

＜用语说明＞

?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VF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(VF ：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

  功率元件工作时的电阻值。这是影响功率MOSFET 性能的最重要的参数，数值越小性能越高。