展望SiC未来,罗姆在路上!

分享到:

近年来,SiC功率器件结构设计和制造工艺日趋完善,已经接近其材料特性决定的理论极限,依靠Si器件继续完善来提高装置与系统性能的潜力十分有限。本文首先介绍了SiC功率半导体器件技术发展现状及市场前景,其次阐述了罗姆的SiC产品。
 
SiC功率半导体器件技术发展现状
 
1、碳化硅功率二极管
 
碳化硅功率二极管有三种类型:肖特基二极管(SBD)、PiN二极管和结势垒控制肖特基二极管(JBS)。由于存在肖特基势垒,SBD具有较低的结势垒高度。因此,SBD具有低正向电压的优势。SiC SBD的出现将SBD的应用范围从250 V提高到了1200 V。同时,其高温特性好,从室温到由管壳限定的175℃,反向漏电流几乎没有增加。在3 kV以上的整流器应用领域,SiC PiN和SiC JBS二极管由于比Si整流器具有更高的击穿电压、更快的开关速度以及更小的体积和更轻的重量而备受关注。
 
2、单极型功率晶体管,碳化硅功率MOSFET器件
 
硅功率MOSFET器件具有理想的栅极电阻、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性。在300V以下的功率器件领域,是首选的器件。有文献报道已成功研制出阻断电压10 kV的SiC MOSFET。研究人员认为,碳化硅MOSFET器件在3kV~5 kV领域将占据优势地位。尽管遇到了不少困难,具有较大的电压电流能力的碳化硅MOSFET器件的研发还是取得了显著进展。
 
另外,有报道介绍,碳化硅MOSFET栅氧层的可靠性已得到明显提高。在350℃条件下有良好的可靠性。这些研究结果表明栅氧层将有希望不再是碳化硅MOSFET的一个显著的问题。
 
3、碳化硅绝缘栅双极晶体管(SiC BJT、SiC IGBT)和碳化硅晶闸管(SiC Thyristor)
 
最近报道了阻断电压12kV的碳化硅P型IGBT器件,并具有良好的正向电流能力。碳化硅IGBT器件的导通电阻可以与单极的碳化硅功率器件相比。与Si双极型晶体管相比,SiC双极型晶体管具有低20~50倍的开关损耗以及更低的导通压降。SiC BJT主要分为外延发射极和离子注入发射极BJT,典型的电流增益在10-50之间。
 
 
关于碳化硅晶闸管,有报道介绍了1平方厘米的晶闸管芯片,阻断电压5kV,在室温下电流100A(电压4.1V),开启和关断时间在几十到几百纳秒。
 
 
罗姆的SiC功率器件
 
ROHM现在的MOSFET产品电压为650V和1200V,今后还会推出1700V甚至更高电压的产品,主要针对铁路、太阳能、风能等应用。水原德健表示,太阳能和风能功率产品的最大区别在于太阳能通常有1200V就可以了,而风能必须要1700V,甚至3300V。家用车一般为650V,大巴需要1200V,高铁则可能需要1700V或3300V以上。为了满足上述应用需求,ROHM会持续开发更高电压的产品,以及各种大电流模块产品。
 
虽然SiC在工艺上还存在着一些小问题,但随着技术的发展,这些问题必将被克服,会有越来越多的厂商加入这一阵营,那时SiC产品将会成为市场的主流。
继续阅读
SiC会取代IGBT吗?它的大规模商用面临哪些难点

我们知道,车用功率模块(当前的主流是IGBT)决定了车用电驱动系统的关键性能,同时占电机逆变器成本的40%以上,是核心部件。

SiC IGBT--PET的未来?

SiC SBD和 MOS是目前最为常见的 SiC 基的器件,并且 SiC MOS 正在一些领域和 IGBT争抢份额。我们都知道,IGBT 结合了 MOS 和 BJT 的优点,第三代宽禁带半导体SiC 材料又具有优于传统 Si 的特性,那么为什么见得最多的却是 SiC MOS,SiC IGBT 在哪儿呢?

科普——半导体宽禁带的用途及意义

科技的不断创新带动了半导体的不断发展,今天我们的主题便是——半导体宽禁带。禁带宽度是半导体的一个重要特征参量,而其大小主要决定于半导体的能带结构,即与晶体结构和原子的结合性质等有关...

喵喵机的热敏打印头你可以选这个!

热敏打印头打印方式有两种:热转印和热敏方式。热转印中增加了一条墨带,工作时墨带和转印纸同时转动,将施加到墨带上的油墨通过加热转移到纸上,具有优异的耐水性、耐化学性并可以在普通纸上打印,但难以安装纸张、胶带,结构复杂成本也较高。热敏则是直接使用了热敏纸,无需碳粉、墨带、油墨,纸张易安装,缺点是受温度、划痕影响成像效果。

资料篇——关于半导体器件命名方法

你知道中国关于半导体器件型号是如何命名的吗?还有分立器件等.....