三菱电机与东大确认在SiC中添加硫可降低噪声影响

新技术 2019年01月21日
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日本三菱电机与东京大学全球首次明确了使SiC功率半导体元件不易受外部电磁噪声影响的工作原理。经验证,在元件内添加硫元素后,电流流经路径内的部分电子被其捕获,便可在不增加元件电阻的情况下提高开关动作开始时的控制电压。

三菱电机与东大确认在SiC中添加硫可降低噪声影响

SiC功率半导体元件的内部截面构造图

SiC功率半导体元件具备出色的节能特性,有望广泛应用于功率电子设备。不过,降低元件电阻,开关动作开始时的控制电压就会降低,来自外部的电磁噪声会导致元件的错误动作增加,这是SiC功率半导体元件存在的问题之一。

此次三菱电机与东大的研究小组发现,在栅极氧化膜与SiC的界面下添加硫元素之后,产生电流的部分电子会被硫元素捕获,与以前相比,可以增加电流流过时的控制电压。利用这种效果优化元件内的硫分布,就能增加元件在开关动作开始时的控制电压,使之不容易受电磁噪声影响。此次是全球首次明确这一工作原理。作为添加材料,此前一直使用氮和磷等元素,而此次的评估实验还证明,硫的性能可达到氮的4.3倍。

具体的实用化和产品化时间尚未确定,三菱电机的负责人仅表示,“打算尽快实现实用化”。关于成本,这位负责人说:“很多电磁噪声对策都是在元件外部采取措施,(在元件内部采取对策)整体来看能降低成本。”三菱电机将根据此次的成果设计SiC-MOSFET并进行试制评估,计划以车载相关领域为中心,将其广泛应用于工业设备、家电、铁路及电力等用途。

供稿:《电子元件产业新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部

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