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Interview mit Dr. Peter Friedrichs

»Keine halben Sachen«

24. Oktober 2016, 10:21 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Ist Superjunction bei SiC möglich?

Ist bei Siliziumkarbid auch eine Superjunction-Struktur möglich, vergleichbar wie beim CoolMOS?

Dr. Friedrichs: Prinzipiell schon. Dabei stellt sich die Frage, ob sich diese fertigen lässt – und das auch noch kosteneffizient. Als zweites stellt sich die Frage nach dem Sperrspannungsbereich. Ähnlich wie bei Silizium wäre ein 50-V-MOSFET in Superjunction-Struktur nicht sinnvoll, denn das wäre viel zu komplex und damit teuer. Superjunction macht erst bei höheren Spannungen Sinn. Daraus folgt, dass ein SiC-MOSFET in Superjunction-Struktur sicher erst bei ganz anderen Spannungen sinnvoll ist. Für höhere Sperrspannungen ab 6,5 kV und darüber hinaus ist Superjunction sicherlich ein interessantes Konzept.

Die technologische Umsetzung von Superjunction-Strukturen in Siliziumkarbid ist aber wesentlich komplexer als bei Silizium. Denn dort nutzen wir Prozesse aus, die es so bei SiC nicht gibt. Ich denke da an die tiefe Implantation von Dotierstoffen, wo wir über eine Diffusion dann auch noch pn-Übergänge in die Tiefe treiben. Das geht so bei Siliziumkarbid nicht. Um die Säulenstruktur von Superjunction umzusetzen, müssten vollständig neue Verfahren entwickelt werden.

… Also vielleicht Epitaxialschicht auf Epitaxialschicht.

Entweder so oder durch Mehrschritt-Implantationen. Es gibt bereits erste Ansätze, aber wir sind noch weit weg von der praktischen Umsetzung. Allerdings, und das ist meine persönliche Meinung, werden wir da eher mit einem unipolaren Superjunction-Konzept erfolgreich sein als mit einem IGBT-ähnlichen. Diese sind durch ein nochmal höheres Komplexitätslevel gekennzeichnet, inklusive einer Schwellspannung von über 3,5 V, die sehr unattraktiv ist.

Vielen Dank für das Gespräch.

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