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SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
行家说三代半 · 2022-08-03
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
7月22日,东芝官网宣布,他们的第三代SiC MOSFET计划在今年 8 月下旬开始量产。该新产品使用全新的器件结构,具有低导通电阻,且开关损耗与第二代产品相比降低了约20%!
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
2020年8月,东芝利用这项新技术量产了第二代SiC MOSFET——1.2kV SiC MOSFET。这是一种将SBD嵌入MOSFET的结构,将其与PN二极管并联放置,能将可靠性提升10倍(.链接.)。
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
第二代SiC MOSFET截面结构
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
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虽然上述器件结构可以显着提升可靠性,可它却有着无法规避的缺点——特定导通电阻和性能指标(Ron *Q gd)会增加,从而降低MOSFET 的性能;此外,为了降低导通电阻,第二代SiC MOSFET必须增加芯片面积,而这也会带来成本的增加。
因此,东芝加紧对该器件结构进行完善,并据此研发了第三代 SiC MOSFET。
首先通过将氮注入 SiC MOSFET 的宽 p 型扩散区(p 阱)的底部,以降低扩散电阻 (R spread ) 并增加 SBD 电流。
然后再缩小 JFET 区域并注入氮以降低反馈电容和 JFET 电阻。
总的来说就是优化电流扩散层结构,缩少单元尺寸。
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
第二代与第三代SiC MOSFET截面结构对比
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
改良器件结构图
经实验验证,相比第二代SiC MOSFET,东芝新的器件结构将特定导通电阻降低了43%,Ron *Qgd 降低了80%,开关损耗降低约20%。
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
加紧布局SiC
业务转向IDM模式
东芝最新公告表明,采用新器件结构技术的第三代 SiC MOSFET 将在8月量产,印证了东芝正在加紧布局SiC业务,并步入IDM模式的正轨。
据“行家说三代半”此前报道,今年Q1,东芝宣布将利用自身在半导体制造设备技术方面的优势,在内部生产用于功率半导体的碳化硅外延片;并且投资55亿用于功率器件扩产,包括建设8英寸的碳化硅和氮化镓生产线。
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
东芝表示,未来这种“外延设备+外延片+器件”的垂直整合模式,有利于他们抢占铁路、海上风力发电、数据中心以及车载等市场。
SiC MOS创新!性能提升80%,8月量产
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