Unterschiede in der JFET-Region der aktiven Zelle.

Unterschiede in der JFET-Region der aktiven Zelle. Eurocomp

Die Fortschritte bei SiC-Halbleitern lassen sie mehr und mehr als Ersatz von Si erscheinen, zumal die Preise entsprechend gefallen sind. Neue Polytypen-Modifikationen, wie die hier beschriebene 4H beim p-Body Implant, tragen zur erhöhten Festigkeit gegen Lawinendurchbruch bei. Das Bild zeigt die Unterschiede in der JFET-Region der aktiven Zelle. Die in Deutschland von Eurocomp vertretene Microsemi setzt bei den MOSFETs auf ein Einzellen-Design, verglichen zu den Multizellen-Designs anderer Hersteller. Die neue Struktur in der JFET-Region entschärft die Konzentration des elektrischen Feldes an der Unterseite des p-Body durch einen flachen step-P Body Implant. Dadurch verbesserte sich die Avalanchefestigkeit, was Microsemi an vielen Mustern eines 1200-V-Si-Leistungs-MOSFETs nachgewiesen hat. Gleichzeitig wurde mit der neuen Struktur eine Verbesserung der Festigkeit gegen Höhenstrahlung erzielt (Rad hart), was den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt zulässt.

Microsemi kündigte jetzt eine erste neue Familie SiC-Power-MOSFETs auf 4H-SiC-Basis an. Die ersten Mitglieder MSCO25S/40/80 der 1200-V-Klasse sind ausgelegt für 100 A, 65 A und 35 A. Entsprechend niedrig sind die On-Widerstände RSD(on) 25, 40 und 80 mΩ. Die MOSFETs im TO-247(B) -Gehäuse verfügen über eine schnelle und robuste Bodydiode, sind sehr robust gegen Lawinendurchbruch und arbeiten stabil bei Sperrschichttemperaturen bis 175 °C. Weitere Vorteile sind die geringen internen Kapazitäten, die niedrige Gateladung und die hohe Schaltfrequenz durch den niedrigen Gatewiderstand (ESR).

Microsemi nutzt 4H auch für SiC-Dioden und hat eine Familie von 1200-V-Sperrschicht-Schottky-Dioden (Funktion Barrier Schottky JBS) entwickelt, die wegen ihres geringen spezifischen Serienwiderstands von 1,8 mΩ/cm2, der geringen kapazitiven Ladung von 1420 nC/cm2 (bei 800 V) und des niedrigen Leckstroms von 0,9 µA/cm2 (bei 1200 V) eine Sonderstellung in Schaltapplikationen einnehmen. Mit dem Einzellen-Design werden 1200-V-Typen für 10, 30 und 50 A angeboten.

Im Rahmen eines 70 Millionen US-Dollar-Projektes von Power America und dem US-Energieministerium fokussiert sich Microsemi auf die Entwicklung und Kommerzialisierung von 1,7-kV- und 3,3-kV-SiC- MOSFETs und SiC-Schottky-Dioden der nächsten Generation.