罗姆半导体正式量产碳化硅MOSFET模组

罗姆半导体正式量产碳化硅MOSFET模组

       日本半导体制造商 ROHM 已正式将适用于工业装置、太阳能发电功率调节器（Power conditioner）等变流器/转换器（inverter/converter）的碳化硅（SiC） MOSFET 模组（额定规格1200V/ 180A）投入量产。

　　该模组采用了将功率半导体元件内建于碳化硅MOSFET的结构，将额定电流提高至180A，如此一来，应用范围更广，还能有效协助各种装置达到低功耗及小型化。产品制造地点为ROHM总公司工厂（位于日本京都市），目前已经开始样品出货，并预定自12月开始正式量产及出货。

　　ROHM于2012年3月正式投入「全碳化硅功率模组」（额定规格1200V/100A）的量产，此一产品完全使用碳化硅作为功率半导体的元件结构，虽然目前还在工业装置应用领域推广中，但市场上极度期盼此类产品既能够维持小体积同时又能产生大电流，因此本产品的研发备受期待。要产生大电流，通常会采取增加MOSFET的配置数量等方式，此外，还必须在装置上加装二极体等整流元件，因此要维持小型体积十分困难。
 　　为解决本体二极管（Body diode）的通电劣化问题，ROHM採用了第2代的碳化硅MOSFET，成功地研发出不需以二极管作为整流元件的碳化硅功率模组（碳化硅MOSFET模组），藉由增加碳化硅MOSFET的配置面积，让模组的体积维持不变，并同时达成大电流的目标。

　　内建碳化硅MOSFET可改善结晶缺陷相关的制造与元件结构，因此能成功地克服本体二极管（Body diode）等元件在可靠性上的问题。相较于一般转换器所使用的硅质IGBT，可减少损耗达50%以上，除了降低损耗外，还能达到50kHz以上的高频，也能使用较小型的周边零件。

　　该款MOSFET单体仍维持切换特性，同时创造出无尾电流、低功耗之切换品质，即使不使用肖特基二极管，仍能达到和传统产品同级的切换特性，而且不会产生在硅质IGBT上所常见的尾电流，因此可成功降低损耗达50%以上，有效为装置的节能化带来助益。此外，高达50kHz以上的切换频率，也是硅质IGBT所无法达成的，因此就连周边装置也能一举实现小型化与轻量化的目标。

　　ROHM表示，一般来说，硅质IGBT元件无法被逆向导通，而碳化硅MOSFET因为是本体二极管，因此随时可逆向导通。此外，加入闸极讯号后，即可让MOSFET进行逆向导通，相较于只使用二极体的方式，更能够达到低电阻目标。利用此种逆向导通特性所衍生出来的高效率同步整流技术，让产品即使在1000V以上的电压时，也能创造出高于二极管整流方式之绝佳效率。

　　本体二极管具有通电时会使缺陷扩大的特性，因此ROHM由製程及元件结构两方面着手，成功地解决发生缺陷的塬因。一般产品只要超过20小时，导通（ON）电阻就会大幅增加，不过，本产品即使通电时间超过1000小时，导通（ON）电阻也不会增加。