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Technik 36 Trend Guide Leistungshalbleiter 2022 www markttechnik de Neue SiC-MOSFET-Generation von Rohm Tiefe Einblicke in die Gen 4 Vor Kurzem hat Rohm Semiconductor seine vierte Generation an Siliziumkarbid-MOSFETs SiC auf den Markt gebracht Doch halten diese Bauelemente was der Hersteller verspricht? PGC Consulting und TechInsights haben sich das genauer angesehen Von Prof Peter Gammon PGC Consulting und Dr Stephen Russell TechInsights Als Rohm im Juni 2020 ihre vierte Generation an Siliziumkarbid-MOSFETs SiC ankündigte hieß es in der Pressemeldung »Der spezifische Durchlasswiderstand ist im Vergleich zu herkömmlichen Produkten um 40 Prozent niedriger ohne die Kurzschlussfestigkeit zu beeinträchtigen indem die ursprüngliche Double-Trench-Struktur weiter verbessert wurde « Außerdem hieß es dort »Darüber hinaus ist es durch die erhebliche Reduzierung der parasitären Kapazität möglich die Schaltverluste gegenüber unserer vorherigen Generation von SiC-MOSFETs um 50 Prozent zu senken « Als dann im Jahr 2022 die ersten Produkte verfügbar waren konnte TechInsights einige Exemplare beschaffen und bereits im Juli erste Schnittbilder vorlegen Seitdem hat PGC daran gearbeitet elektrische Daten zu diesen Bauelementen zu liefern die in Kombination mit diesen Schnittbildern helfen sollen Rohms Weiterentwicklungen der Trench-Technologie zu bewerten Im Folgenden geht es um einige aufschlussreiche erste Auswertungen um die oben genannten Behauptungen des Unternehmens zu untersuchen und die vorgenommenen Verbesserungsmaßnahmen zu verstehen Grundlagen von Trench-MOSFETs Bei herkömmlichen planaren MOSFETs befinden sich der Gateund der Kanal-Bereich auf der Oberseite des Halbleiters Diese Art von Bausteinen lässt sich leicht fertigen und ist recht robust Beim Ziel den Chip zu verkleinern und damit die Zahl der Chips pro Wafer Ertrag zu steigern begrenzt jedoch die laterale Topologie die Möglichkeiten Bei einem Trench-MOSFET befindet sich das Gate am Rande eines Grabens Trench der in die SiC-Oberfläche geätzt wurde Durch ein solches Trench Gate verringert sich der Durchlasswiderstand genauer gesagt der spezifische Durchlasswiderstand Ron · A Dadurch kann der Hersteller den Chip verkleinern und sein Produkt bei gegebenem R DS on mit weniger SiC-Material herstellen wodurch die Zahl der Chips pro Wafer steigt Für den niedrigeren Ron · Avon Trench-MOS-FETs gibt es mehrere Gründe Erstens bewegen sich die Elektronen an einem Gate das auf der Seitenwand eines SiC-Trench hergestellt wird im Kanal schneller sie werden also weniger behindert als bei einem plana-Bild 1 Innerer Aufbau verschiedener SiC-MOSFET-Zellen Bild PGC Consultancy