正常关断型SiC功率MOSFET (IEMOS),其导通电阻世界纪录

国家电力电子研究中心(PERC)先进的工业科学和技术(AIST)亚博老虎机网登录,成功地成功地实现了4.3mΩcm2的导通电阻,并在由Perc-aist,命名为“植入和外延MOSFET(IEMOS)开发的晶体管结构中阻塞电压1100V,具有常关型SiC功率MOSFET的高通道移动性。本电阻值在世界上最小,小于绝缘栅双极晶体管(Si-IGBT)的1/5,目前广泛使用的电力装置。操作时的功率损耗也是小的1/5。新开发的装置将适用于开关电源,空调,不间断电源(UPS),电动或混合动力车型逆变器等。在这些应用中,传统基于SI的器件固有的切换损耗将广泛地减少,节省家用电器中的能量,以突破技术限制,并为节能和生态友好开辟新一代开关装置的方式。

在SiC功率MOFET(称为双注入MOSFET (DIMOS))中,SiC区P与栅氧化膜接触良好(图3和5),由注入铝后在1600°C或更高的温度下热处理形成。这促使硅从平坦的SiC表面蒸发,使其变得粗糙(图4)。流经该区域的电子受到粗糙度处散射的干扰,从而增加导通电阻。另一方面,在per - aist开发的IEMOS中,通过外延生长制备好的P表面在1600°C或更高的温度下不经过热处理是平坦的(图6),使电子流动顺畅,使On-resistance降至4.3 mΩcm2,为世界上最小值。P井的底部是高浓度注入形成的,N型区域设计为高阻压,该装置成功地使阻压达到1100 V或更高。此外,该装置是常关型,在没有门电压的情况下不允许有电流,当与一般的逆变器一起使用时,可以很容易地进行门控制。

虽然目前1000V广泛使用的堵塞电压的Si-IGBT的导通电阻约为20mΩcm2,但IEMOS的IEM为4.3mΩcm2,1/5,即Si-Igbt的一个小,其是双极式,具有某些缺点的双极式切换时的慢速开关速度和大功率损耗。新开发的SIC-IEMOS是单极式,不仅具有小的导通电阻,还具有高开关速度。

本研究的细节将在2005年第52届春季会议上公布,日本应用物理学会和相关学会将于3月29日至4月1日在埼玉大学举行。

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