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比SiC MOSFET导通电阻还低,松下的新GaN功率晶体管怎么做到的

时间:11-09 来源:技术在线 点击:

松下试制了耐压为1.7kV、导通电阻仅1.0mΩcm2的GaN功率晶体管,并在"IEDM 2016"上进行了发表(演讲序号:10.1)(参阅本站报道)。这一导通电阻比相同耐压的SiC MOSFET还要"低"。导通电阻越低,越能降低导通时的损失。阈值电压为+2.5V,可常闭工作。该产品是在GaN基板上制作的立式元件。

此次主要采用了3项技术。第一,设置了利用GaN晶体"半极性面"的V字型栅极结构。通过该结构提高了阈值电压,达到了+2.5V。

第二,设置了GaN/AlGaN的再生长层。由此,将再生长层的界面与沟道分开,与仅让AlGaN层再生长时相比,将电子迁移率提高至约5倍。因此,导通电阻大幅减小。由于再生长层的界面容易出现晶体缺陷,仅让AlGaN层再生长时,因再生长层的界面与沟道位于同一场所不容易提高迁移率。所以,此次将再生长层的界面与沟道分开。

第三,为了抑制穿通现象,设置了掺杂碳的GaN层。由此,将未设置该层时约为600V的耐压提高到了1.7kV。

在演讲的最后,松下展示了利用试制的GaN功率晶体管在400V电压和15A电流下的开关动作。开关切换顺利,未发生崩溃现象。

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