近日，清純半導(dǎo)體正式推出1200V/3.5 mΩ的SiC MOSFET芯片（型號：SG2MA35120B）及對應(yīng)SOT227封裝器件（型號：S1P04R120SSE），以滿足客戶在高性能、大功率應(yīng)用的需求。圖 1和圖2 分別展示了該芯片單管SOT227封裝 (圖3）的輸出和擊穿特性曲線。在室溫下，該芯片電阻為3.5毫歐，擊穿電壓不低于1600V。本產(chǎn)品通過設(shè)計和工藝的改進，完成對芯片電流路徑上高溫分布電阻的優(yōu)化，特別是溝道電阻與N型區(qū)電阻的折中設(shè)計，實現(xiàn)了優(yōu)秀的電阻溫度系數(shù)。測試結(jié)果表明在175℃下芯片導(dǎo)通電阻僅為室溫下電阻的1.5倍。

圖1. SiC MOSFET 輸出特性。在Tj = 25℃,Vgs = 18 V，RDS(on) = 3.5 mΩ

圖2. SiC MOSFET 耐壓特性。在Tj = 25℃,Vgs = 0 V，擊穿電壓超過1600V

（a）                                       （b）

圖3. S1P04R120SSE 封裝產(chǎn)品（a）及電路符號圖 （b）

隨著碳化硅（SiC）材料質(zhì)量和制造技術(shù)的不斷提升，大電流、低導(dǎo)通電阻SiC功率芯片得以實現(xiàn)，同時也將進一步簡化功率模塊封裝，加速SiC在新能源汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。本產(chǎn)品通過結(jié)構(gòu)、工藝的優(yōu)化設(shè)計，顯著降低了部分關(guān)鍵缺陷對性能的影響；同時采用了更低的比電阻設(shè)計技術(shù)，降低了同電阻下的芯片面積，從而使成品率降低趨勢得以控制，實現(xiàn)了大電流、低電阻芯片的量產(chǎn)。另一方面，SiC MOSFET在大功率應(yīng)用中，容易受到各類干擾的影響而發(fā)生柵極的誤開啟，如上下管之間電容自充電引起的寄生開啟（Parasitic Turn-on），以及不同橋臂之間的串擾等。本產(chǎn)品通過對柵極微結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化，一方面提升了輸入電容Ciss與轉(zhuǎn)移電容Crss的比值，另一方面提高了閾值電壓，從而實現(xiàn)對串擾的抑制。如圖4所示，產(chǎn)品在800V電壓下的Ciss/Crss的電容比達到580以上。圖5比較了器件閾值電壓和溫度的關(guān)系，在25℃下閾值電壓達到3.2V，175℃下閾值電壓高于2V。在應(yīng)用方面，該芯片兼容18V與15V驅(qū)動電壓，適應(yīng)不同驅(qū)動電路的開發(fā)需求，方便對IGBT在各種應(yīng)用的直接替代。

圖4. SiC MOSFET 電容及電壓特性

圖5. SiC MOSFET 閾值電壓隨溫度的變化曲線

中國科學(xué)院電工研究所基于芯片產(chǎn)品SG2MA35120B完成了低雜感半橋模塊封裝，雙脈沖測試波形如圖6所示。中國科學(xué)院電工研究所研究員寧圃奇表示: “在中科院交叉團隊項目和國家重點研發(fā)計劃新能源汽車專項項目的支持下，該單顆芯片在環(huán)境溫度為150°C且母線電壓為800V時實現(xiàn)了350A的電流輸出能力。本芯片特別適用于大功率車用電驅(qū)系統(tǒng)，可有效抑制并聯(lián)大數(shù)量小電流芯片帶來的不均流、不均溫難題”。

圖6. 雙脈沖測試波形

清純半導(dǎo)體始終堅持技術(shù)引領(lǐng)，推出的系列碳化硅產(chǎn)品以優(yōu)異的性能和高可靠性獲得了廣大用戶的一致認可。目前，清純半導(dǎo)體已在750V、1200V、1700V、2000V等電壓平臺上完成數(shù)十種碳化硅器件的開發(fā)與量產(chǎn)，并布局了完善的產(chǎn)能保障體系和嚴格的質(zhì)量管理體系，清純半導(dǎo)體將在中國碳化硅原創(chuàng)技術(shù)策源地和領(lǐng)先供應(yīng)商的道路上不斷取得新的突破。