UnitedSiC社、SiCパワーJFETで750V、18mΩの����をリリース
SiC専門のパワー半導��メーカー��(sh━)UnitedSiC社が耐圧750Vと高く、オン�B(ni┌o)�^が18mΩ/60mΩと低いSiCパワーFET（図1）をリリースした。狙う�x場は主に電動�O動�Z（EV）とデータセンターの電源、ソーラーシステム��のインバータや蓄電池向けチャージャー。EV向けのオンボードチャージャーとDC-DCコンバータ向けなどはすでに出荷中だとCEOのChris Dries��(hu━)は言う。
図1 750Vで18mΩのSiCパワーFET 出�Z：UnitedSiC
このチップの��長は、単位�C積当たりのオン�B(ni┌o)�^が�j(lu┛)幅に小さい(図2)だけではなく、スイッチング出����失エネルギーEossが少ない。EossはFETの出��容量Cossに蓄積されるエネルギーでターンオンとターンオフ時のスイッチング��失をしている。加えて、��来のSiCパワーMOSFETは、ゲートがゼロ電圧でも完��にオフせずリーク電流が流れるため、ゲートに負の電圧をかける場合がある。このためバイアスが2電源��要とされているが、このFETでは負電源は要らない。ゲートしきい電圧Vthは5Vに設定している。
図2 オン�B(ni┌o)�^がずば�sけて低い750V、18mΩのSiCパワーFET 出�Z：UnitedSiC
このFETチップは実は、パワーJFETとそのソース-ゲート間にSi MOSFETをカスコード接��している(図3)。JFETだけだと、ゲートに負電圧をかけなければオフできないノーマリオン型になってしまうが、カスコード接��することによって、ゲートに負の電圧をかけなくてもキャリア(電子)をオフできる。��来のSiC MOSFETだと�e型構�]であってもMOSのチャンネル�覦茲鯆���(c┬)する。SiCはチャンネル�‘暗戮�Siの1/10��度と小さいためチャンネル�B(ni┌o)�^成分が�j(lu┛)きくなり、オン�B(ni┌o)�^が下げられなかった。パワーJFETだと、基��のドレインから表�Cのソースまで�e��(sh┫)向にバルクを伝わって電流が流れるため、MOS構�]ができておらずオン�B(ni┌o)�^が小さい。
図3 SiCパワーJFET�屬�SiMOSFETをカスコード接��してスタック 出�Z：UnitedSiC
��来のSiCパワーMOSFETだと、650V/600Vの����が�Hいが、今�vのJFETのようにわずか100Vでも高い��(sh┫)がマージンを拡�j(lu┛)でき使いやすい。400V/500Vのバス電圧を使うような応��(データセンターなど)では600Vでさえマージンが狭い。
SiC JFETはかつてInfineon TechnologiesがSi MOSFETをカスコード接��させたSiC パワーJFETを開発していたが、コストが高�Vまりしてユーザーに�w遠されたという�Zい経�xがあった。このため最�ZのInfineonはSiC MOSFETに集中している。
そこで、UnitedSiC社は、Si MOSFETとSiC JFETをスタック構�]にして図3のようにボンディングワイヤーで接��、1パッケージに搭載することで、コスト�峺�(j━ng)を抑えた。これによって、構�]が��雑だが性�Δ�優れたプレミア型SiのスーパージャンクションMOSFETと同等の価格帯に抑えることができたとDries��(hu━)は語っている。
このSiCパワーFETは、導通��失もスイッチング��失も��来のデバイスよりも少なく、かつ750Vという高耐圧化が可�Δ砲覆蝓△靴�も0〜12Vのゲート電圧でドライブできるため使いやすくなった。
この�T果、EV��のオンボードチャージャーやDC-DCコンバータなどの応��向けに��(sh━)国�x場で採��され、出荷しているという。オンボードチャージャーは�v�撻屮譟璽�をかけた時や交流で充電するような場合にバッテリを充電するための�v路であり、DC-DCコンバータは�k般に300V〜350Vの高電圧になるようにLiイオンセル電圧を直�`・並�`に接��しバッテリパックを構成するが、この高電圧から12Vあるいは5Vに変換するために使われる。しかも最�Zでは300Vよりももっと高い400V/500Vなどの電圧が検討されており、今�vの750V耐圧のパワートランジスタが望まれる。
EVだけではない。データセンターでは巨�j(lu┛)なサーバー��の電源が��要なため、やはり高電圧が求められ、しかも省エネの�菘世�ら効率の高さも求められる。電源には、��率改��トーテムポール�v路やDC-DCコンバータが使われているが、新型コロナによるWFH（Work form Home）やテレワークによって、データセンター��(ji┐n)要が�\えているという。さらにソーラーシステムでも昼間に発電した電��を架線に戻すためのインバータに加え、蓄電��のバッテリシステムへの充電�v路にも今�Qから出荷されるようになった。
今�vの����は同社にとって��4世代に当たり、プレーナ構�]からトレンチ構�]に�々圓靴燭海箸妊丱襯�JFETのセル密度を�屬�、低いオン�B(ni┌o)�^を実現したという。
UnitedSiC社は、��(sh━)ニュージャージー�Δ�Rutgers�j(lu┛)学からのスピンオフで1999�Qに設立され、SiCプロセス開発を行っていたが、2009�Qに��業家に譲渡され、ビジネスが始まった。プリンストン郊外にパイロットラインのクリーンルームを作りSiCプロセスを確立、ファウンドリに�‥召任�るようにした。ファウンドリがラインを構築した時点で、UnitedSiCはファブレスになり、����設��やカスタマサポートに集中できるようになった。
