英飞凌的SiC MOS需要负压吗

 

 

IPAC | 2023年度英飞凌碳化硅直播季第一场直播于5月23日顺利结束。直播中英飞凌的三位工程师孙辉波、赵佳、郝欣与大家探讨了CoolSiC沟槽栅MOSFET的设计理念、高性能封装互联方案.XT、冷切割技术与应用。直播时间有限，未能回答全部观众问题，在此针对一些遗漏问题进行回答。

 

英飞凌的SiC MOS不需要负压吧？

 

答：如果单纯的从抑制寄生导通的角度看，对于一个设计良好的电路，英飞凌SiC MOSFET是不需要用负压关断的。但是负压对关断损耗有影响。

 

 

能不能出一期关于可靠性寿命的主题？

 

答：英飞凌于2020年就推出了关于碳化硅器件可靠性白皮书How Infineon controls and assures the reliability of SiC based power semiconductors，中文版阅读具体可参见文章 ：《英飞凌如何控制和保证基于SiC的功率半导体器件的可靠性》。

 

电荷集中在沟槽附近，特别是弯曲率高的地方，英飞凌做了什么补救措施？

 

答：英飞凌采用非对称沟槽栅结构，沟槽的一侧设有深P阱，P阱包围沟槽倒角，可以大大舒缓电场在沟槽倒角处的聚集。

 

 

 

 

碳化硅阈值电压漂移的问题怎么解决的？

 

答：阈值漂移，本质上是栅极氧化层中的缺陷，捕获了不该属于它的电子，氧化层中电子日积月累，就会造成阈值降低。所以要规避这种现象，芯片设计中要改善氧化层的质量。M1H就是改善了氧化层的质量，实现了方形门极电压操作曲线，也就是说不管什么开关频率，都可以使用负压下限-10V了。
 

 

 

我看到1700V的SiC管子做到12V驱动电压了，如何能做到这么低还保证阈值电压的呢？

 

答：目前英飞凌1700V SiC MOSFET主要面向应用是辅助电源，12V驱动电压主要是为了和大部分反激式控制器兼容。也可以采用15V的驱动电压主，如果用15V驱动，导通损耗会更低。

 

Cox是什么电容，和cgs,cgd有啥关系？

 

答：下图是IGBT内部的寄生电容示意图，MOSFET同理。可以看到Cox是多晶硅栅极对衬底的电容，以栅极氧化层为介质，包括下图中的C2,C3,C4。其中，C3,C4是输入电容Cge的一部分，C2是Cgc的一部分。沟道电阻的公式中出现的Cox特指C3。

 

 

动态HTGB和稳态HTGB对比，哪一个更严格？

 

答：如果动态HTGB是指GSS-Gate switching stress，那么GSS与HTGB考查的是不同维度的内容，GSS考查的是SiC MOSFET在多次开关周期后阈值的漂移程度，而HTGB考查的是长期的栅极偏压应力下栅氧化层的退化程度。两者对于评估SIC MOS的可靠性来说都是不可或缺的，不存在哪一个更严格。