Надежность технологии CoolSiC от Infineon. Часть 1

20 ноября

телекоммуникациисветотехникауправление питаниемуправление двигателемInfineonстатьядискретные полупроводникиMOSFETAC-DCDC-DCMotor Drive

Александр Русу (г. Одесса)

За несколько лет кропотливых исследований и совершенствования технологии компания Infineon смогла довести показатели надежности и стабильности параметров высоковольтных и быстродействующих карбид-кремниевых транзисторов линейки CoolSiC практически до уровня их кремниевых собратьев.

Использование полупроводниковых приборов на основе карбида кремния позволяет улучшить все ключевые характеристики импульсных источников питания, поэтому многие специалисты всерьез рассматривают их в качестве элементной базы для преобразователей электрической энергии следующего поколения. Привлекательность карбида кремния (SiC) связана, в первую очередь, с тем, что по своей структуре, электрическим характеристикам и методам управления карбид-кремниевые приборы похожи на свои кремниевые аналоги, поэтому конечным разработчикам для освоения новой элементной базы понадобится лишь незначительная адаптация существующих методов проектирования.

Однако, «похожи» – не значит «одинаковы». Иные температурные и механические характеристики, анизотропия кристаллических решеток, увеличенная ширина запрещенной зоны, иные уровни напряженности электрических полей – вот далеко не полный перечень отличий карбида кремния от хорошо изученного кремния. Кроме того, карбид-кремниевые транзисторы могут работать в режимах, недостижимых для их кремниевых аналогов, а следовательно – еще малоизученных. Например, вопрос, как повлияет сочетание высокого – более 1000 В – коммутируемого напряжения и скорости переключения, превышающей 50 В/нс, на стабильность кристаллов при их длительной эксплуатации, все еще ждет ответа.

Как показали результаты тестирований, для обеспечения безотказной работы карбид-кремниевых транзисторов необходимо использовать не только специализированные технологии, но и учитывать специфику работы этих приборов в конечных приложениях. Проведенные исследования позволили компании Infineon выявить основные факторы, влияющие на надежность приборов, разработать и внедрить новые методы производства, а также пересмотреть принципы контроля готовой продукции, что, в итоге, позволило вывести карбид-кремниевые транзисторы семейства CoolSiC на совершенно новый уровень качества.

Исследование надежности изолятора затвора

Пробой изолятора затвора являлся одной из основных причин выхода из строя первых карбид-кремниевых транзисторов. На протяжении многих лет это было непреодолимым препятствием для их широкого применения и даже стало причиной обоснованного скептицизма относительно самой возможности замены такими приборами проверенных решений на основе кремния. И только тщательные исследования, проведенные за последние десять лет, позволили выявить и устранить причины ненормального поведения формируемого диэлектрического материала и создать транзисторы, пригодные для коммерческого использования. Более того, накопленный опыт позволил выявить потенциальные проблемы при изготовлении кремниевых транзисторов и после модернизации существующих производственных линий также повысить их надежность.

Исследования показали, что физические характеристики оксида кремния (SiO2), созданного на подложках из кремния и карбида кремния, практически полностью идентичны. Причиной уменьшения электрической прочности оказалось уменьшение эффективной толщины слоя диэлектрика, формируемого на подложке, из-за так называемых внешних дефектов (extrinsic defects). К ним относятся дефекты поверхности подложки, неравномерная толщина формирования изолятора, а также существование пор и примесей в нем (рисунок 1). Наличие внешних дефектов приводит к локальным искажениям электрического поля, в результате чего его напряженность достигает критических значений, что приводит к пробою.

Рис. 1. Уменьшение эффективной толщины изолятора затвора из-за внешних дефектов в диэлектрическом слое

Рис. 1. Уменьшение эффективной толщины изолятора затвора из-за внешних дефектов в диэлектрическом слое

И для кремниевых, и для карбид-кремниевых транзисторов зависимость вероятности отказа прибора F от времени t одинакова (рисунок 2). Однако из-за особенностей технологии производства количество внешних дефектов диэлектрика, формируемого на подложках из карбида кремния, оказывается на 3-4 порядка выше, чем у изоляционного слоя, создаваемого на кремниевых пластинах такой же площади.

Рис. 2. Распределение Вейбулла для вероятности отказа кремниевых и карбид-кремниевых полевых транзисторов с одинаковыми характеристиками изолятора затвора

Рис. 2. Распределение Вейбулла для вероятности отказа кремниевых и карбид-кремниевых полевых транзисторов с одинаковыми характеристиками изолятора затвора

Для повышения надежности карбид-кремниевых транзисторов компания Infineon тщательно проработала все производственные операции на предмет улучшения качества формируемого диэлектрического слоя. Однако даже после внедрения улучшенных технологических процессов статистика отказов карбид-кремниевых транзисторов оказалась хуже, чем у их кремниевых аналогов.

Ключевой особенностью внешних дефектов изолятора затвора, позволившей разработать эффективный способ повышения надежности карбид-кремниевых транзисторов, явилось время отказа полупроводникового прибора. В отличие от внутренних нарушений, проявляющихся обычно в конце срока службы, наличие внешних дефектов изоляционного слоя приводит к выходу из строя транзисторов в самом начале их использования. Эта особенность позволила компании Infineon разработать инновационный метод тестирования электрической прочности изолятора затвора на последних этапах производства, когда вероятность отказов, обусловленных внешними дефектами диэлектрического материала, наиболее высока.

Тестирование заключается в приложении к изолятору затвора импульса высокого напряжения фиксированной амплитуды и длительности. У транзисторов, имеющих критические внешние дефекты, при таком воздействии, как правило, происходит пробой диэлектрика, в то время как приборы с качественными изоляторами сохранят свою работоспособность. Результаты статистических исследований надежности транзисторов, прошедших такое тестирование, показали значительное уменьшение уровня отказов, что свидетельствует об эффективности данной технологии проверки.

Качество проведения такого тестирования во многом зависит от величины напряжения, прикладываемого к затвору. Чем выше отношение испытательного и рабочего напряжений, тем меньше вероятность отказа во время эксплуатации прибора. Однако максимальная величина тестового напряжения ограничена электрической прочностью формируемого изоляционного материала, что ограничивает дальнейшие возможности данного метода. Хорошим решением в этой ситуации является увеличение толщины диэлектрика, что, с одной стороны, уменьшает общее количество критических внешних дефектов, а с другой – позволяет увеличить испытательное напряжение и, как следствие, обнаружить большее количество ненадежных транзисторов.

Но от толщины изолятора зависит также и сопротивление канала в открытом состоянии – чем толще слой диэлектрика, тем больше сопротивление канала. Это значит, что транзисторы с более толстым изолятором будут более надежными, но при этом будут иметь несколько худшие электрические характеристики. Однако здесь не следует забывать о разных характерах зависимостей надежности и сопротивления канала. При увеличении толщины изолятора надежность транзистора растет экспоненциально, в то время как зависимость сопротивления канала от того же параметра линейна. Это значит, что, незначительно увеличив сопротивление канала, можно уменьшить количество отказов как минимум на порядок.

Именно на такой компромисс и пошла компания Infineon при производстве транзисторов CoolSiC, ведь ее представители прекрасно понимают, что безоглядная погоня за высокими электрическими характеристиками без учета вопросов надежности может привести к полной потере доверия клиентов к выпускаемой продукции. Этим же обусловлена и готовность компании увеличить процент производственного брака из-за импульсного тестирования, ведь, в конечном итоге, и производителю и клиентам будет экономически выгодно, чтобы потенциально ненадежные транзисторы не покидали стен заводов.

Не следует забывать, что увеличение сопротивления канала, приводящее к увеличению уровня статических потерь в конечном преобразователе, актуально, в первую очередь, для низковольтных приложений. А отличительной особенностью технологии Trench, использованной при изготовлении транзисторов CoolSiC, по сравнению с традиционной планарной технологией является как раз меньшее сопротивление канала в слабых электрических полях. Таким образом, даже несмотря на то, что компании Infineon пришлось искусственно ухудшить этот параметр, его значение у транзисторов CoolSiC все равно остается ниже, чем у конкурирующих планарных приборов.

Тестирование качества изолятора затвора полевого транзистора импульсом повышенного напряжения, прикладываемого при комнатной температуре, оказалось намного эффективнее классического высокотемпературного теста, проводимого для тех же целей. Во-первых, при классическом тесте к изолятору затвора прикладывается меньшее напряжение, чем при импульсной проверке, а во-вторых, длительное нахождение кристалла при сочетании двух неблагоприятных факторов – высокого напряжения между затвором и истоком и высокой температуры – может привести к изменению одной из основных характеристик прибора: уровня порогового напряжения включения. Таким образом, классический высокотемпературный тест требует не только дополнительных временных и энергетических затрат, но может привести и к большему разбросу электрических характеристик прибора.

Для того чтобы окончательно убедиться в эффективности метода импульсной проверки, компания Infineon провела ряд сравнительных исследований надежности карбид-кремниевых транзисторов как собственного производства, так и других производителей.

В первом исследовании, получившем название «марафонский стресс-тест» (marathon stress test), была создана специальная испытательная установка, в которой было произведено одновременное тестирование нескольких тысяч приборов. Все они были одного типа и отличались лишь технологией изготовления. Всего было сформировано три большие группы приборов. В первой группе находись транзисторы, изготовленные по первоначальной технологии – без дополнительной очистки диэлектрического материала и импульсного тестирования, а в третьей – прошедшие все технологические операции, включая тестирование качества изолятора затвора импульсом высокого напряжения.

Испытания проводились в условиях, приближенных к классическим высокотемпературным тестам, – при высоком напряжении «затвор-исток» и температуре 150°С. Однако для увеличения количества отказов и получения нужного количества статистических данных продолжительность тестирования была увеличена до 100 дней. Результаты исследования показали, что из 1000 приборов, прошедших полный производственный цикл и работавших при напряжении между затвором и истоком +30 В, вышел из строя всего один транзистор, и ни одного – в группах аналогичных приборов, проходивших тестирование при напряжениях +25 В и -15 В. В остальных группах транзисторов, при изготовлении которых была пропущена часть технологических операций, количество отказов, как и ожидалось, оказалось больше.

Экстраполяция и преобразование результатов данного исследования с помощью линейной Е-модели позволило построить распределение Вейбулла для вероятности отказов при эксплуатации транзисторов в рабочих режимах (рисунок 3). При этом был принят параметр наклона β = 1, что соответствует современным подходам к анализу интенсивности отказов, применяемых для решения аналогичных задач.

Рис. 3. Распределения Вейбулла для вероятности отказа транзисторов при эксплуатации в нормальных условиях (VGS = +18 В, T = 150⁰C), построенные на основе преобразованных результатов марафонского стресс-теста

Рис. 3. Распределения Вейбулла для вероятности отказа транзисторов при эксплуатации в нормальных условиях (VGS = +18 В, T = 150°C), построенные на основе преобразованных результатов марафонского стресс-теста

Из графиков видно, что если бы единственный вышедший из строя транзистор, прошедший все производственные технологические операции, работал в нормальных условиях: при напряжении между затвором и истоком +18 В и температуре 150°C, то его отказ произошел бы намного позже среднего срока эксплуатации, равного 20 годам непрерывной работы. Приблизительно такой же уровень надежности имеют существующие кремниевые транзисторы, что позволяет сделать вывод о высокой эффективности методов повышения качества изоляторов затвора, использованных компанией Infineon при изготовлении транзисторов CoolSiC.

Марафонский стресс-тест является достаточно эффективным методом исследования реальной надежности полупроводниковых приборов, однако он очень сложен, требует значительных затрат времени и финансов, а также специализированного оборудования, способного с высокой точностью поддерживать достаточно большое количество параметров эксперимента. Поэтому данный вид тестирования интересен в первую очередь крупным производителям электронных компонентов, поскольку он позволяет дать количественную оценку уровня надежности выпускаемой продукции. А вот для качественной оценки надежности изолятора затвора полевых транзисторов более удобным оказался стресс-тест, получивший название «тестирование изолятора скачком напряжения» (gate voltage step-stress test).

Для проведения этого эксперимента требуется намного меньшее количество транзисторов. В большинстве случаев для качественного тестирования достаточно всего 100 экземпляров приборов. Суть данного исследования заключается в приложении к изолятору затвора, находящемуся при максимально допустимой температуре кристалла, в течение определенного времени tstr фиксированного напряжения VGS, которое после завершения испытательного интервала резко увеличивается на определенную величину (рисунок 4). Сразу после изменения напряжения производится измерение токов утечки затвора и выявление вышедших из строя транзисторов, выбывающих из дальнейшего тестирования.

Рис. 4. Диаграммы напряжения между затвором и истоком при тестировании изолятора методом скачка напряжения

Рис. 4. Диаграммы напряжения между затвором и истоком при тестировании изолятора методом скачка напряжения

Длительность тестового интервала может быть произвольной, например, 24 часа или 168 часов. В качестве первого испытательного напряжения обычно используют напряжение между затвором и истоком VGS, rec, рекомендуемое производителем, в качестве второго – максимально допустимое напряжение между этими электродами VGS, max. После этого на каждой следующей итерации испытательное напряжение увеличивают на 2 В до тех пор, пока все транзисторы не выйдут из строя, что рано или поздно произойдет при напряжении VGS, EOL. Анализируя количество вышедших из строя транзисторов при каждом испытательном напряжении, можно построить график зависимости вероятности отказов от относительного напряжения, прикладываемого между затвором и истоком.

Анализ результатов тестирования четырех групп карбид-кремниевых полевых транзисторов разных производителей (рисунок 5), из которых четвертая группа (М4) была сформирована из транзисторов CoolSiC, показал, что только транзисторы CoolSiC имеют четко выраженную зависимость отказов, вызванных внешними и внутренними дефектами изоляционного слоя, чего нельзя сказать о приборах других производителей (М1…М3), изготовленных по традиционным планарным технологиям. Это позволяет сделать вывод, что все меры, принятые компанией Infineon для повышения надежности изолятора затвора, оказались эффективными и дали требуемый результат.

Рис. 5. Распределения Вейбулла для вероятности отказа транзисторов при эксплуатации их с разными относительными напряжениями между затвором и истоком, полученные на основе преобразованных результатов теста скачком напряжения

Рис. 5. Распределения Вейбулла для вероятности отказа транзисторов при эксплуатации их с разными относительными напряжениями между затвором и истоком, полученные на основе преобразованных результатов теста скачком напряжения

Исследование стабильности характеристик транзисторов

Одним из важных моментов, возникающих при проектировании преобразователей, является количественная и качественная оценка изменений параметров полупроводниковых приборов, вызванных как естественным старением кристаллов, так и спецификой выбранных режимов работы в конечном приложении. Игнорирование этих вопросов может привести к неожиданному ухудшению характеристик источников питания спустя годы успешной эксплуатации, вплоть до преждевременного отказа оборудования.

Для полевых транзисторов с изолированным затвором одним из основных эффектов, приводящих к флуктуациям их параметров, является температурная нестабильность смещения (Bias Temperature Instability BTI). Результаты исследований показывают, что воздействие постоянного напряжения на изолятор затвора приводит к изменению порогового напряжения открытия транзистора VGS (th), в результате чего происходит изменение сопротивления канала транзистора в открытом состоянии RDS (on). Характер смещения порогового напряжения зависит от многих факторов, основными из которых являются амплитуда напряжения между затвором и истоком, длительность его воздействия и температура кристалла. Например, при подаче на затвор положительного (по отношению к истоку) напряжения (Positive BTI – PBTI) пороговое напряжение, как правило, увеличивается, а при подаче отрицательного (Negative BTI – NBTI) – уменьшается.

Изменение характеристик транзистора происходит из-за захвата и удержания носителей заряда вблизи границы «диэлектрик-полупроводник», что приводит к частичной нейтрализации внешнего электрического поля. Этот эффект присущ не только карбид-кремниевым полупроводниковым приборам. Он наблюдается во многих типах полевых транзисторов с изолированным затвором, в том числе в изготовленных из кремния, и является одной из причин снижения надежности не только силовой преобразовательной техники, но и современных вычислительных устройств, таких как микроконтроллеры и микропроцессоры.

Различают две основных составляющих дрейфа характеристик транзисторов, вызванного температурной нестабильностью смещения: кратковременную – исчезающую в течение интервала времени от нескольких миллисекунд до нескольких часов, и долговременную – накапливаемую годами. Именно долговременный дрейф параметров может представлять наибольшую опасность для транзисторов преобразователя, поскольку от него зависит уровень статических потерь и, как следствие, температура кристалла.

Это можно проиллюстрировать на следующем примере. Пусть существует два преобразователя, например, полумостовых инвертора солнечной электростанции, с одинаковыми характеристиками (входное и выходное напряжения, мощность и т.п.). Допустим, оба преобразователя спроектированы таким образом, что их транзисторы в номинальном режиме имеют одинаковые температуры кристаллов, но первый преобразователь работает с частотой переключений 8 кГц, а у второго она равна 30 кГц. Очевидно, что в первом преобразователе статические потери Pcon будут вносить больший вклад в количество тепла, выделяемого на кристаллах транзисторов, по сравнению с динамическими потерями PSW, в отличие от преобразователя с более высокой рабочей частотой (рисунок 6). Через несколько лет эксплуатации преобразователей, после изменения порогового напряжения характер распределения тепловыделения на кристаллах транзисторов уже будет другим, и в первом преобразователе, у которого статические потери были и остаются доминирующими, температура кристаллов транзисторов теперь окажется выше, чем у преобразователя с большей частотой переключений.

Рис. 6. Влияние дрейфа порогового напряжения VGS (th) на температуру кристаллов двух преобразователей одинаковой мощности с разной частотой переключений

Рис. 6. Влияние дрейфа порогового напряжения VGS (th) на температуру кристаллов двух преобразователей одинаковой мощности с разной частотой переключений

Этот пример иллюстрирует важность изучения влияния температурной нестабильности смещения на величину дрейфа порогового напряжения, ведь, как было сказано выше, его величина зависит от амплитуды и длительности импульсов напряжения, прикладываемого к изолятору затвора. Это значит, что транзистор, управляемый напряжениями, например, +15 В (напряжение включения) и 0 В (напряжение выключения) через несколько лет эксплуатации будет иметь совершенно другие характеристики, чем транзистор той же партии, установленный в приложение с уровнями напряжения, например, +18/-5 B, даже если частота коммутации и температура кристаллов во время работы были одинаковыми.

Определение влияния температурной нестабильности на характеристики полевых транзисторов выходит далеко за рамки вопросов, возникающих при промышленном производстве, поэтому компания Infineon тесно сотрудничает со многими ведущими мировыми университетами в областях физики, материаловедения, метрологии и других научных направлений. Результаты проведенных совместных исследований стали основой для многих научных работ и внесли весомый вклад в понимание специфики работы различных полупроводниковых материалов, ведь, как оказалось, многие вопросы, касающиеся дрейфа характеристик карбид-кремниевых полевых транзисторов, оказались актуальными и для их кремниевых аналогов. И, конечно же, компания Infineon старалась максимально быстро проверять все полученные теоретические модели на практике и внедрять удачные решения в серийное производство.

Результаты исследований температурной нестабильности смещения карбид-кремниевых транзисторов стали основой пересмотра ряда промышленных стандартов по определению дрейфа порогового напряжения, например, JESD22 и его расширения AEC-Q101. В первоначальном варианте тестирования, применяемом при исследовании кремниевых транзисторов, пороговое напряжение измеряется несколько раз в промежутках между несколькими стрессовыми воздействиями (Measure-Stress-Measure MSM) (рисунок 7). Проведенные исследования показали, что результаты измерений значительно зависят от времени между окончанием стрессового воздействия и моментом проведения измерений. Из-за наличия кратковременной компоненты температурной нестабильности смещения, убывающей по экспоненциальному закону и приводящей к самовосстановлению характеристик, величина порогового напряжения одного и того же транзистора при проведении измерений спустя, например, 1 мс после стресса изолятора затвора, будет отличаться от аналогичного параметра при проведении измерений спустя, например, 100 мс. Очевидно, что подобный простой метод обладает плохой повторяемостью и создает определенные сложности для точного определения дрейфа порогового напряжения на больших интервалах времени.

Рис. 7. Диаграмма напряжения между затвором и истоком (слева) и зависимость дрейфа порогового напряжения от момента его измерения (справа) при проведении стандартного теста

Рис. 7. Диаграмма напряжения между затвором и истоком (слева) и зависимость дрейфа порогового напряжения от момента его измерения (справа) при проведении стандартного теста

Для устранения этого недостатка компания Infineon предложила модифицировать этот тест, добавив в него униполярные импульсы предварительной обработки диэлектрика (рисунок 8). Такая форма испытательного напряжения позволяет, во-первых, минимизировать влияние кратковременной компоненты BTI, а во-вторых, фактически повторяет форму напряжения на затворе в реальном приложении, что перестраивает ловушки зарядов на границе «диэлектрик-полупроводник», позволяя устранить влияние истории переключений транзистора. Кроме того, проведение двух измерений позволяет определить величину гистерезиса порогового напряжения, а следовательно, и достаточно четко разделить оба компонента температурной нестабильности смещения.

Рис. 8. Диаграмма напряжения между затвором и истоком при проведении теста, предложенного компанией Infineon

Рис. 8. Диаграмма напряжения между затвором и истоком при проведении теста, предложенного компанией Infineon

Первые образцы карбид-кремниевых транзисторов имели намного больший дрейф порогового напряжения включения, чем существующие кремниевые транзисторы. Это заставило компанию Infineon внимательно пересмотреть весь технологический цикл производства транзисторов CoolSiC на предмет поиска возможностей его оптимизации. В результате величину дрейфа порогового напряжения при отрицательных напряжениях между затвором и истоком удалось уменьшить практически на порядок, и сейчас она не превышает величину аналогичного параметра кремниевых транзисторов (рисунок 9). Более того, зависимость этой величины от времени имеет меньший угол наклона, что свидетельствует о более высокой стабильности данного параметра.

Рис. 9. Результаты исследований дрейфа порогового напряжения кремниевых и карбид-кремниевых транзисторов при напряжении VGS = -25 В и температуре 200°С

Рис. 9. Результаты исследований дрейфа порогового напряжения кремниевых и карбид-кремниевых транзисторов при напряжении VGS = -25 В и температуре 200°С

Приблизительно та же ситуация наблюдается и при положительных смещениях на изоляторе затвора (рисунок 10). Усовершенствование производства позволило уменьшить величину дрейфа порогового напряжения больше чем на порядок, однако до сих пор этот параметр у лучших образцов карбид-кремниевых транзисторов приблизительно в восемь раз больше чем у их кремниевых аналогов.

Рис. 10. Результаты исследований дрейфа порогового напряжения кремниевых и карбид-кремниевых транзисторов при напряжении VGS = +25 В и температуре 200°С

Рис. 10. Результаты исследований дрейфа порогового напряжения кремниевых и карбид-кремниевых транзисторов при напряжении VGS = +25 В и температуре 200°С

Исследования показывают, что характер дрейфа этого параметра и у кремниевых, и у карбид-кремниевых транзисторов одинаков, что свидетельствует об идентичных внутренних физических процессах. Но из-за того, что энергетический уровень зоны проводимости карбида кремния на 0,45 эВ больше чем у кремния (рисунок 11), зарядам на границе «диэлектрик-полупроводник» карбид-кремниевого транзистора проще удержаться, чем в аналогичном кремниевом приборе. Это является причиной повышенной величины дрейфа порогового напряжения и, возможно, повышенный дрейф напряжения смещения так и останется специфической особенностью карбид-кремниевых транзисторов. При этом не следует забывать, что максимальное значение дрейфа в транзисторах CoolSiC в самом худшем случае не превышает 100 мВ, что не представляет опасности для большинства практических применений.

Рис. 11. Энергетическая диаграмма границ раздела SiC/SiO2 и Si/SiO2

Рис. 11. Энергетическая диаграмма границ раздела SiC/SiO2 и Si/SiO2

Для кремниевых транзисторов приложение постоянного напряжения между затвором и истоком при высокой температуре всегда было «наихудшим случаем», поэтому рассмотренного выше теста (DC BTI) было вполне достаточно для определения качества компонентов. Однако карбид-кремниевые приборы имеют меньшее пороговое напряжение, и поэтому в ряде приложений для надежного закрытия транзисторов может потребоваться подача на затвор отрицательного напряжения. Поскольку этот новый режим работы неспецифичен для кремниевых транзисторов и, следовательно, малоизучен, компания Infineon провела достаточно масштабные исследования стабильности порогового напряжения при условии, что изолятор затвора работает в переменном электрическом поле (AC BTI).

Результаты исследований заставили компанию Infineon пересмотреть подходы к тестированию карбид-кремниевых транзисторов и включить тест AC BTI в список квалификационных тестов, поскольку, как оказалось, подобный режим работы может оказать существенное влияние на величину дрейфа порогового напряжения и увеличение сопротивления канала. Результаты исследований позволили в 2018 году разработать соответствующие рекомендации для проектировщиков по выбору режимов работы карбид-кремниевых транзисторов, которые в 2019 году были основательно расширены. Кроме того, специалистами компании Infineon были созданы математические модели электрических и физических процессов, протекающих в этих режимах, практическая проверка которых, в большинстве случаев, показала высокую точность результатов и возможность практического применения (рисунок 12).

Рис. 12. Результаты моделирования и исследования дрейфа порогового напряжения при переменном напряжении «затвор-исток» (VHigh > +18 В, f = 500 кГц, T > 150 °C)

Рис. 12. Результаты моделирования и исследования дрейфа порогового напряжения при переменном напряжении «затвор-исток» (VHigh > +18 В, f = 500 кГц, T > 150°C)

Заключение

Слова «малоизученность» или «неизвестность» уже не применимы к транзисторам из линейки CoolSiC, поскольку компания Infineon затратила немало средств и времени для того, чтобы получить ответы на все «неудобные» вопросы и довести свои приборы до уровня коммерческого использования с характеристиками надежности, как минимум, не хуже, чем у традиционных кремниевых приборов.

•••

Наши информационные каналы

О компании Infineon

Компания Infineon является мировым лидером по производству силовых полупроводниковых компонентов, а также занимает ведущие позиции по производству автомобильной полупроводниковой электроники и смарт-карт.  В 2015 году компания Infineon приобрела компанию International Rectifier, тем самым значительно усилив свои лидирующие позиции в области силовой электроники. Это сочетание открывает новые возможности для клиентов, так как обе компании превосходно дополняют друг друга благодаря высокому уровню ...читать далее

Товары
Наименование
FF11MR12W1M1PB11BPSA1 (INFIN)
IMZ120R030M1HXKSA1 (INFIN)
IMZ120R045M1XKSA1 (INFIN)
IMZ120R060M1HXKSA1 (INFIN)
IMZ120R090M1HXKSA1 (INFIN)
IMZ120R140M1HXKSA1 (INFIN)
IMZ120R220M1HXKSA1 (INFIN)
IMZ120R350M1HXKSA1 (INFIN)
IMW65R027M1HXKSA1 (INFIN)
IMW65R048M1HXKSA1 (INFIN)
IMW65R072M1HXKSA1 (INFIN)
IMW65R107M1HXKSA1 (INFIN)
IMBF170R1K0M1XTMA1 (INFIN)
IMBF170R450M1XTMA1 (INFIN)
IMBF170R650M1XTMA1 (INFIN)
IDM02G120C5XTMA1 (INFIN)
FF23MR12W1M1B11BOMA1 (INFIN)
FF23MR12W1M1PB11BPSA1 (INFIN)
FF6MR12KM1BOSA1 (INFIN)
FF6MR12KM1PHOSA1 (INFIN)