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Welterster SiC-MOSFET in Trench-Bauart von ROHM

Die Serienfertigung des weltweit ersten SiC-MOSFET mit Trench-Struktur namens BSM180D12P3C007 von ROHM läuft. Verglichen mit existierenden planaren SiC-MOSFETs ist sein Einschaltwiderstand bei gleicher Chipgröße um 50% geringer.

Hierdurch lassen sich die Verluste in den unterschiedlichsten Anwendungen, deren Spektrum von Industrie-Wechselrichtern über Netzteile bis zu Power Conditioner für PV-Anlagen reicht, deutlich verringern.

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GaN Systems: Der E-Mode-GaN-on-Silicon-Leistungstransistor hat 60 A Strombelastbarkeit und erweitert das Angebot von GaN Systems bei Hochleistungs-Halbleiterschaltern.(Bild: GaN Systems)

Power Integrations: kleinster IGBT-Gate-Treiber für 90- bis 500-kW-Wechselrichter.(Bild: Power Integrations)

CREE: Das Leitprodukt C3M0065090J der 900-V-MOSFET-Plattform ist für 900 V und 32 A spezifiziert und besitzt bei 25 °C einen RDS(on) von 65 mΩ. Bei höheren Temperaturen (TJ = 150 °C) steigt der RDS(on) auf 90 mΩ an.(Bild: CREE)

Toshiba: Die Multi-Chip-Konfiguration des IPD TPD4204F integriert sechs MOSFETs und einen Treiber-IC. (Bild: Toshiba Electronics Europe)

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In den letzten Jahren nahm weltweit der Bedarf an Maßnahmen gegen Stromversorgungsprobleme zu, wodurch die Leistungswandler-Technik und effiziente Bereitstellung der erzeugten elektrischen Energie vermehrte Aufmerksamkeit erfuhr.

Leistungshalbleiter in SiC-Technik dürften hier eine entscheidende Rolle spielen, da sie die bei der Leistungswandlung entstehenden Verluste drastisch reduziert. Nach eigenen Angaben war ROHM als Pionier in der SiC-Entwicklung 2010 der erste Anbieter, dem die erfolgreiche Massenproduktion von SiC-MOSFETs gelang.

Die Anwendung der Trench-Struktur in SiC-MOSFETs rückte bei ROHM in den Mittelpunkt, weil sich damit der Einschaltwiderstand effektiv senken lässt. Um dennoch die Langzeit-Zuverlässigkeit gewährleisten zu können, ist aber eine Struktur erforderlich, die das im Trench-Gate erzeugte elektrische Feld eindämmt.

ROHM gelang es, dieser Notwendigkeit gerecht zu werden und die Serienproduktion des industrieweit ersten SiC-MOSFET in Trench-Bauart aufzunehmen.

Hierzu kommt eine proprietäre Struktur zum Einsatz. Das Resultat ist eine Verbesserung der Schalt-Eigenschaften (Senkung der Eingangskapazität um etwa 35%) und eine Reduzierung des Einschaltwiderstands um 50% gegenüber planaren SiC-MOSFETs.

ROHM entwickelte außerdem ein rein SiC-basiertes Power-Modul, das die neuesten Trench-SiC-MOSFETs in einer 2-in-1-Schaltung zusammen mit integrierten SiC-Schottky-Dioden enthält.

Das für 1200 V/180 A spezifizierte Modul weist den gleichen Nennstrom auf wie Silizium-basierte IGBT-Modul, während die Schaltverluste gegenüber planaren SiC-MOSFETs um rund 42% niedriger ausfallen.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Weitere IPDs von Toshiba

Link: Herausforderungen & Lösungen mit GaN Systems

Link: Details zum IGBT-Treiver von Power Integrations

Link: Das Leitprodukt C3M0065090J der 900-V-SiC-MOSFETvon Cree

Link: Power Devices von ROHM

Link: IGBT-Module von Infineon

Link: PIM-Bausteine von ON Semiconductor

Link: DIPIPM und mehr von Mitsubishi

Link: Datenblätter des SKYPER Prime von Semikron

Link: Mitmachen: POWER DEVICES für die erlektrische Antriebstechnik

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Stand: 08.12.2025

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