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IEDM 2014

SiC für Industrieanwendungen

17. Dezember 2014, 22:04 Uhr | Iris Stroh

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3. Generation

Die in der Entwicklung befindliche dritte Generation basiert laut Palmour auf der gleichen DMOS-Struktur, aber sie wurde nochmals optimiert, um die Größe selbst gegenüber der zweiten Generation deutlich zu verringern. Die 900-V-Varianten mit 15 A und 80 mOhm haben aber noch einen weiteren entscheidenden Vorteil: Der On-Widerstand steigt selbst bei hohen Temperaturen nur leicht an: Liegt der RDS(on) bei 25 °C bei 78 mOhm, steigt er bei 150 °C auf lediglich 100 mOhm und bei 175 °C auf 108 mOhm. Im Vergleich dazu steigen die Werte von SJ-MOSFETs zwischen 25 und 150 °C um den Faktor 3 und mehr an. Palmour: »Zwischen 900 V und 3,3 kV können wir die Die-Größe significant verringern. Außerdem haben wir bereits 15-kV-SiC-DMOSFETs mit 10 A der dritten Generation gezeigt. Sie haben die gleiche Die-Fläche wie unsere 10-kV-DMOSFETs der ersten Generation« Laut Palmour fallen außerdem die Schaltverluste dieser MOSFETs im Vergleich zu 6,5-kV-IGBTs um einen Faktor von 25 kleiner aus. Wobei die 15-kV-Varianten die obere Grenze für MOSFETs sieht. Geht es um noch höhere Spannungen von über 20 kV und Schaltfrequenzen von weniger als 10 kHZ seien bipolare SiC-Bausteine zu bevorzugen. Palmour abschließend: »Wir haben damit bereits folgende Varianten demonstriert: 27,5 kV, 10 A n-IGBT und 22,1 kV, 100 A p-GTO.«