Interview mit Jochen Hüskens, Rohm Semiconductor Gräben machen Siliziumkarbid besser

Die Trench-Technik gibt es bei Silizium-MOSFETs schon lange. Bei Schaltern aus Siliziumkarbid ist das jedoch eine Neuheit. Wir fragten Jochen Hüskens, Marketing Product Manager bei Rohm Semiconductor, inwiefern die Trench-Technik SiC-Bauteile besser macht.

Herr Hüskens, auf der PCIM Europe 2015 hat Rohm Semiconductor die dritte Generation ihrer SiC-MOSFETs vorgestellt. Können Sie uns erklären, was Sie von der ersten auf die zweite Generation sowie von der zweiten auf die dritte Generation verbessert haben?

Jochen Hüskens: Grundlegend verbessert hat sich der Einschaltwiderstand. Während der RDS(on) von der ersten zur zweiten Generation um 30 Prozent abnahm, halbierte er sich nochmal von der zweiten zur dritten – und das über den gesamten Temperaturbereich. Gleichzeitig bleiben die Gate-Oxidschicht und die Body-Diode gleichbleibend stabil.

Das Sperrerholungsverhalten verbesserte sich drastisch. Prinzipiell gibt es während des Schaltens keine Rückwärtsströme, was zu schnellerem Betrieb führt und die Schaltverluste um 30 Prozent reduziert. Das bedeutet zuverlässigere Bauteile und eine höhere Stromtragfähigkeit bei reduzierter Zellendichte und Mindestleitfähigkeit, sodass die Bauteile recht kompakt ausfallen.

Soviel ich weiß, ist Rohm das einzige Unternehmen, das Trench-SiC-MOSFETs anbietet. Welche Vorteile hat die Trench-Struktur gegenüber der Planarstruktur, und welche Nachteile?

Hüskens: Die wichtigsten Vorteile sind die Verringerung des RDS(on) und der Schaltverluste, da die Eingangskapazität etwa 35 Prozent niedriger ist als bei Silizium-MOSFETs. Verglichen mit den herkömmlichen planaren SiC-MOSFETs halbiert die Trench-Technik den Einschaltwiderstand und kann höhere Ströme tragen. Dies hilft sehr, die Verlustleistung in einer Vielzahl von Geräten zu verringern, von industriellen Wechselrichtern über Stromversorgungen bis hin zu Umrichtern für Solaranlagen, ganz zu schweigen von den Einsparungen an Baugröße, Gewicht und Verlustleistung. Zukünftig möchten wir bei Rohm rein mit SiC-Komponenten bestückte Powermodule realisieren. Nachteilig ist die größere Komplexität des Herstellungsverfahrens, wir benötigen also mehr Prozessschritte.