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基本半導(dǎo)體第三代碳化硅肖特基二極管性能詳解

發(fā)布時(shí)間:2022-02-08 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】追求更低損耗、更高可靠性、更高性價(jià)比是碳化硅功率器件行業(yè)的共同目標(biāo)。為不斷提升產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力,基本半導(dǎo)體成功研發(fā)第三代碳化硅肖特基二極管,這是基本半導(dǎo)體系列標(biāo)準(zhǔn)封裝碳化硅肖特基二極管家族中的新成員。相較于前兩代二極管,基本半導(dǎo)體第三代碳化硅肖特基二極管在沿用6英寸晶圓工藝基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了更高的電流密度、更小的元胞尺寸、更低的正向?qū)▔航怠?/p>


基本半導(dǎo)體第三代碳化硅肖特基二極管繼承了第一代和第二代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),采用JBS結(jié)構(gòu),優(yōu)化了N-外延層的摻雜濃度,減薄N+襯底層,使得二極管具有更低的正向?qū)▔航礦F和結(jié)電荷QC,可以降低應(yīng)用端的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。


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圖(1)碳化硅二極管的JBS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖


第三代產(chǎn)品縮小了芯片面積,并沿用6英寸晶圓量產(chǎn),產(chǎn)量將大大提高。


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圖(2)4英寸晶圓 & 6英寸晶圓


產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比


01 正向?qū)▔航?/p>


●    在常溫25°C和高溫120°C條件下,通過額定電流,測(cè)量二極管的VF值;

●    相比之下,Gen3產(chǎn)品不論是在常溫25℃還是在高溫120℃的條件下VF都比Gen1、Gen2更優(yōu)。

   ○VF @25℃:Gen1> Gen2 > Gen3

   ○VF @120℃ :Gen1> Gen2 > Gen3


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02 電源效率對(duì)比


碳化硅肖特基二極管應(yīng)用在1500W電源的PFC電路中(位置如下圖)。


測(cè)試條件:


   ○輸入電壓 100V、220V

   ○輸出電壓 48V 輸出電流30A


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圖(3)PFC電路中二極管所在位置


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圖(4)1500W電源中二極管位置


●    二極管在1500W電源上工作1小時(shí),待熱穩(wěn)定后的滿載效率對(duì)比;

●    在輸入電壓220V條件下,Gen3相比Gen1產(chǎn)品滿載效率提高0.1% 。


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03 溫升測(cè)試


●    二極管在1500W電源上工作1小時(shí),待熱穩(wěn)定后進(jìn)行溫度對(duì)比;


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圖(5)溫升測(cè)試平臺(tái)


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圖(6)溫箱環(huán)境


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圖(7)溫度測(cè)試點(diǎn)


●    從下圖可以看出,雖然第三代產(chǎn)品芯片面積減小了,但溫升效果并未因此變差,而是與前兩代產(chǎn)品基本持平。


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04通流測(cè)試


●    二極管固定在120°C的加熱平臺(tái),通過額定電流(直流),溫度穩(wěn)定后測(cè)量VF和溫度;

●    相比之下,第三代產(chǎn)品的通流溫度和VF比Gen1、Gen2更優(yōu):

   ○ 溫度:Gen1> Gen2 > Gen3

   ○VF:Gen1> Gen2 > Gen3


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產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)


綜上所述,基本半導(dǎo)體推出的第三代碳化硅肖特基二極管有以下優(yōu)點(diǎn):


●    更低VF:第三代二極管具有更低VF,同時(shí)VF隨溫度的增長率也更低,使應(yīng)用導(dǎo)通損耗更低。

●    更低QC:第三代二極管具有更低QC,使應(yīng)用開關(guān)損耗更低。

●    更高性價(jià)比:芯片面積減小后,第三代二極管具有更高性價(jià)比。

●    更高產(chǎn)量:使用6英寸晶圓平臺(tái),單片晶圓產(chǎn)出提升至4英寸平臺(tái)的2倍以上。


來源:基本半導(dǎo)體



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