9 декабря 2022 г.
На 68-й ежегодной конференции IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM 2022) в Сан-Франциско (3–7 декабря) японская компания Toshiba Electronic Devices & Storage Corp (TDSC), отделившаяся от Toshiba Corp в 2017 году, сообщила о разработке кремниевой карбидный (SiC) полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), в котором встроенные диоды с барьером Шоттки (SBD) расположены в виде контрольной схемы (встроенная контрольная схема SBD), что обеспечивает как низкое сопротивление в открытом состоянии, так и высокую надежность. Toshiba подтвердила, что конструкция обеспечивает примерно 20-процентное снижение сопротивления в открытом состоянии (RнаА) по сравнению с существующим SiC MOSFET без потери надежности.
Карбид кремния широко рассматривается как материал нового поколения для силовых устройств, поскольку он обеспечивает более высокое напряжение и меньшие потери, чем кремний. Хотя использование карбида кремния в настоящее время в значительной степени ограничено инверторами для поездов, на горизонте не за горами более широкое применение, в том числе в таких областях, как электрификация транспортных средств и миниатюризация промышленного оборудования. Однако сначала необходимо решить проблему, заключающуюся в том, что биполярная проводимость в корпусе диода во время обратного срабатывания SiC MOSFET вредна, поскольку ухудшает сопротивление в открытом состоянии.
Toshiba Electronic Devices & Storage Corp разработала структуру устройства, которая встраивает SBD в MOSFET для отключения диодов корпуса, но обнаружила, что замена канала MOSFET встроенным SBD снижает плотность каналов и увеличивает RнаО. Этот компромисс теперь устранен с помощью новой встроенной структуры SBD, и Toshiba подтвердила, что она значительно улучшает характеристики производительности.
Toshiba улучшила как потери проводимости в своем SiC MOSFET со встроенным SBD, так и добилась хорошей проводимости диода, развернув распределение SBD с контрольной схемой. Оценка характеристик тока на стороне встроенных МОП-транзисторов SBD класса 1,2 кВ с оптимизированной конструкцией подтвердила, что использование контрольной конструкции для размещения встроенных SBD близко к корпусным диодам эффективно ограничивает биполярную проводимость паразитных диодов, в то время как ограничение однополярного тока обратной проводимости в два раза больше, чем реализуется существующим полосатым дизайном схемы SBD при той же площади потребления SBD. рнаБыло обнаружено, что A примерно на 20% ниже и составляет 2,7 мОм·см.2.
Это подтвержденное улучшение компромисса имеет важное значение, если SiC MOSFET будут использоваться в инверторах для приложений с электроприводом. Toshiba продолжает проводить исследования, направленные на улучшение динамических характеристик и надежности, а также на разработку привлекательных высокопроизводительных силовых полупроводников, обеспечивающих углеродную нейтральность.
Toshiba выпускает SiC MOSFET третьего поколения
Тошиба SiC силовой МОП-транзистор SiC диоды с барьером Шоттки
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/GAGXB3O2IJIKPKDX76P6XT3RXY.jpg "Генезис подает в суд на Gemini за вывод 689 млн долл.")
