Infineon,SiCのセルの微細化、新ダイボンディング�\術で性�Α�信頼性を向��
Infineon Technologiesは、��2世代のトレンチ構�]のSiC パワーMOSFET「CoolSiC MOSFET G2」を3月に発表していたが、このほどその詳細について��らかにした。このG2（��2世代）では、オン�B�^を1桁ミリオームに下げると共に、�X�B�^を12%��らし電流容量を�屬欧���新����は650Vと1200Vの2�|類で、パッケージもピン�U入型と表�C実��型を���Tする。G2でパワーMOSFETのチップ設��から見直している。
図1 Infineon Technologies Product Marketing Director, Giovanbattista Mattiussi��
性�Δ��屬欧襪燭瓩�、セルと�}ばれる小さな�e型トランジスタを微細化した。パワートランジスタは等価�v路的に小さなトランジスタを並�`接��して、�j電流を流せるようにしたものであり、小さな1個のトランジスタに相当する�霾�がセルと�}ばれる。ウェーハの裏�C（ドレイン）から表�C（ソース）に向かって�e�妓�に電流が流れるわけだが、セルの平�Cサイズを��1世代（G1）��よりも微細化することで性�Δ��屬欧�、と同社����マーケティングディレクタのGiovanbattista Mattiussi��（図1）は述べている。トランジスタの出��容量Cossやゲート帰�架椴�Cdgが��り、応答スピードが�屬�った。軽い負荷で電流をあまり�Hく流さない場合のスイッチング��失は、��1世代のCoolSiC MOSFETと比べて、20%小さくなったという。
また、ゲート�┣祝譴離魁璽福爾魏�良して電�cを緩和することで、�sれにくくなり信頼性を�屬欧拭�セルを微細化したことでオン�B�^も小さくなったという。��にオン�B�^は、耐圧650V��で6.7mΩ、1200V��で7.7mΩになった。これらの�T果、�k般的な負荷条�Pでは、オン�B�^を同じものとして比較すると、スイッチング電����失が5~20%も削��された。
パッケージについても��来のピン�U入型だけではなく表�C実��型も�{加し、顧客の���I幅を広げた。CoolSiC G1シリーズで初めて導入された「.XT�\術」（参考�@料1）によって�X�B�^を下げた。Infienonが開発したこの.XT�\術は、チップをリードフレーム�屬縫椒鵐妊�ングするときにハンダの厚みを��来の1/5に薄くできる�\術で、拡�gソルダリング�\術と�}んでいる。この�\術は、チップとリードフレーム間にハンダを拡�gさせて合金層を作り、ハンダ�霾�を薄くすることで�X�B�^を下げた。この.XT�\術はボイドの発�擲領┐魏爾欧襪箸いμ魍笋發△�。
同社フェローのPeter Friedrichs��は、G2とG1との違いについて、「G1の時はまだ�{い�\術だったためにG2の開発にあたって、.XT�\術を���C的に見直した」と同社が4月16日に開��した「Wide-Bandgap Developer Forum 2024」の中で語っている。G2では、�X�B�^はG1よりも12%下がり、放�X�ξ�は14%改��したという（図2）。
図2 �X�B�^の削��効果は�jきい 出�Z：Infineon Technologies
この�T果、電流を6~7%�{加することができるようになり、また放�X効果により動作�a度を5度下げられるようになった。このため半導��の��命は長くなる。さらに��失が少なくなったために動作周�S数を50%�屬欧襪海箸發任�るとしている。これまで販売してきたCoolSiC G1はフ��ールドでの故障は1�Pもないため、出荷��万個当たりのSiC����はこれまで出荷してきたSiのパワーMOSFETやIGBTと比べても、低いくらいのレベルだという。
Infineonはディスクリートからモジュールまで、CoolSiC G2����をこれから拡充していく。最初のG1シリーズはすでに�噞��と�O動�Z��にピン�U入型、表�C実��型、そして400Vから3300Vまで幅広い耐圧の����を今後���Tしていく（図3）。2000Vや3300Vなどの高耐圧��は再�擴��Ε┘優襯�ーや蓄電池設�△覆匹離僖錙璽灰鵐妊�ショナーに応��される。耐圧が高ければ高いほど高圧送電線に使われるスイッチングトランジスタの数を��らすことができ信頼性も�屬�るため、Infineonは今後の�~望な�x場になりうると見ている。
図3 InfineonのSiC������ポートフォリオ 今後予定されているG2は薄いオレンジ色で��されている 出�Z：Infineon Technologies
SiC MOSFET����としては、STMicroelectronicsの����がTeslaのモデル3に導入され、SiCに��因する故障がなかったことから、�O動�Z�噞は今やこぞってSiCを採��する�妓�に向かっている。SiCパワーMOSFETの高い信頼性が実証された格好になっている。
参考�@料
1. "How .XT technology in the latest 1200 V CoolSiC MOSFETs improve performance and lifetime", Infineon Technologies (2022/07/07)
