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SiC-MOSFETs, -JFETs, -BJTs und -Dioden bieten ein einzigartiges Eigenschaftenspektrum

Die Siliziumkarbid-Technologie erreicht ihren kritischen Reifegrad

4. Juli 2012, 17:57 Uhr | Engelbert Hopf

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Zahl der Anbieter von SiC-Lösungen steigt

Infineon Technologies, das wie Cree inzwischen auf ein Jahrzehnt Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von SiC-Bauteilen zurückblicken kann, nutzte die diesjährige PCIM in Nürnberg zur erstmaligen Vorstellung seiner 1200-V-SiC-JFETs der CoolSiC-Serie. Um eine sichere und einfache Nutzung der selbstleitenden JFET-Technologie zu gewährleisten, hat das Unternehmen die Direct-Drive-Technologie entwickelt. Sie kombiniert den JFET mit einem externen Niederspannungs-MOSFET und einem speziellen Treiber-IC. So lässt sich das System sicher hochfahren und schnell und kontrolliert abschalten.

SiC-JFET-Pionier SemiSouth seinerseits hat zum schnellen Starten von Dreiphasen-Stromversorgungen einen 1700V/1400mΩ-SiC-JFET auf den Markt gebracht. Durch die Verwendung eines JFETs vom Verarmungstyp, so Dieter Liesebeths, Senior Vice President Sales & Marketing, »können Entwickler eine kurze Startzeit erreichen, ohne wie bisher zusätzliche Bauteile einsetzen zu müssen«. Ein weiterer Pluspunkt einer solchen Lösung: Die JFETs brauchen für diese Anwendungen keinen zusätzlichen Kühlkörper.

Welche Möglichkeiten die Verfügbarkeit von SiC-Dioden und -MOSFETs im eigenen Haus bietet, hat Rohm Semiconductor vor kurzem mit der Ankündung der industrieweit ersten Massenproduktion von SiC-Leistungsmodulen für 1200 V / 100 A deutlich gemacht, die komplett aus SiC-Leistungshalbleitern aufgebaut sind und für Schaltfrequenzen jenseits der 100-kHz-Grenze ausgelegt sind.

Antriebsentwicklern, denen die Auswahl zwischen SiC-MOSFETs sowie Normally-On- oder Normally-Off-JFETs noch nicht reicht, bietet Fairchild Semiconductor in Zukunft noch eine weitere Lösungsmöglichkeit an: Ausgehend von Produktüberlegungen von TranSiC, einem Spinoff der TH Stockholm, das Fairchild übernommen hat, wird das Unternehmen noch Ende dieses Jahres Muster seiner ersten 1200-V-SiC-BJTs vorstellen. Ab 2013 sollen die SiC-Bipolar-Transistoren dann in Serienstückzahlen zur Verfügung stehen. Beim Einstieg ins SiC-Geschäft kooperiert Fairchild mit einer europäischen Foundry, die die SiC-BJTs auf einer 4-Zoll-Linie produzieren wird.

»Die Vorteile der SiC-BJTs bestehen neben der sehr kleinen Chipfläche in den sehr kurzen Schaltzeiten, die damit realisierbar sind«, erläutert Alfred Hesener, Senior Director Marketing & Applications Europe bei Fairchild Semiconductor. Er geht von Schaltzeiten zwischen 15 uns 20 ns bei den 1200-V-Bausteinen aus.

Welche Dynamik inzwischen in das SiC-Geschäft Einzug gehalten hat, zeigt sich am Beispiel von Alpha & Omega Semiconductor. Zwar hat das Unternehmen, wie Tony Grizelj, Vice President des Unternehmes und verantwortlich für Worldwide Sales, unumwunden zugibt, bislang keine eigenen SiC-Kapazitäten, doch das SiC-Geschäft lockt. Und so bedient man sich fürs erste bei SemiSouth. In Form einer Stack-Lösung wird ein Normally-On-JFET mit einem Niederspannungs-MOSFET verbunden, der den JFET in Form einer Kaskaden-Schaltung zu einem einfach beherrschbaren MOSFET macht. Parallel dazu, versichert Grizelj, arbeite man an einer eigenen SiC-Leistungsschalter-Lösung.

Von der steigenden Zahl der SiC-Leistungshalbleiter-Hersteller profitieren auch die Modul- und Packaging-Spezialisten. »Aktuell können wir bei der Bestückung unserer Leistungshalbleitermodule auf elf Chiplieferanten zurückgreifen«, freut sich Werner Obermaier, Head of Product Marketing bei Vincotech. Mit Infineon, SemiSouth, Cree und Rohm Semiconductors bieten inzwischen vier von ihnen SiC-MOSFET- oder SiC-JFET-Lösungen an. »Und das Spektrum möglicher Lieferanten, da ist sich Obermaier sicher, »wird sich in naher Zukunft noch spürbar erweitern«.