Angemerkt Galliumoxid für Power Devices der nächsten Dekade

Glaubt man den Prognosen der Branchenkenner, dann wird Siliziumkarbid (SiC) in Spannungsklassen bis über 10 kV vordringen und Galliumnitrid (GaN) ein enormes Marktpotenzial bis 1000 V erobern. Wenngleich Leistungshalbleiter auf Grundlage von SiC und GaN-on-Si inzwischen zahlreich verfügbar sind, ist ein Massenmarkt eher noch fern. Denn nur zögerlich trauen sich Entwickler, den besonderen Nutzen der Wide Bandgap Devices auszuloten.

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Weil sich das ändern soll, entdecken Chip-Hersteller in der jungen Formel E des Motorsports ein ideales SiC-Promotionfeld: Für die Automobilindustrie und ihre Elektromobilität werden SiC-Anwendungen, sprich leistungsstarke Inverter, einerseits immer wichtiger, zudem lassen sich Anwendbarkeit und Vorteile von Siliziumkarbid für unterschiedliche Industrien und gesellschaftlich relevante Anwendungen, etwa die Energiewende, in Szene setzen.

Und während die aktuellen Silizium-Alternativen SiC und GaN um Anerkennung ringen, rückt mit Galliumoxid (Ga₂O₃) das nächste vielversprechende Substrat in den Mittelpunk der Fachdiskussionen. Besonders einfach soll das Ziehen eines Einkristalls aus der Schmelze sein. Im japanischen Kyoto konnten Forscher bereits ihre erste SDB (Schottky-Barrier-Diode) aus Ga₂O₃ im TO220- Gehäuse herstellen und testen. Besonders das Schaltverhalten des Ultra-Wide-Bandgap-Prototypen begeisterte, aber auch die thermischen Eigenschaften und die außerordentlich kurze Sperrverzögerungszeit. Damit öffne sich ein Weg zum Galliumoxid-Leistungstransistor in Korundstruktur (α-Ga₂O₃) mit ultraniedrigen Verlusten zu deutlich geringeren Kosten als ein Massenmarkt SiC und GaN anbieten könne, konstatieren die Forscher.

Zur Konferenz der Leitmesse PCIM 2017 in Nürnberg planen deutsche Experten das Thema Galliumoxid in einer breiteren Öffentlichkeit als bislang zu diskutieren. Bis dahin finden Sie im vorliegenden Sonderheft Tipps zum bestmöglichen Einsatz von aktuellen SiC und GaN Devices.

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