로옴, 낮은 ON 저항과 짧은 단락 내량 시간 동시에 실현한 SIC MOSFET 개발

[테크월드=김경한 기자] 로옴(ROHM)이 ON 저항을 낮추면서도 단락 내량 시간을 획기적으로 줄인 ‘1200V 제4세대 SiC MOSFET’를 개발했다.

파워 반도체는 ON 저항을 저감하면 단락 시에 파괴에 이르는 단락 내량 시간이 짧아지는 트레이드 오프 관계가 있어, SiC MOSFET의 낮은 ON 저항화와 단락 내량 시간을 동시에 확보하기 어려웠다. 

이번에 개발한 신제품은 독자적인 더블 트렌치 구조를 더욱 진화시킴으로써, 단락 내량 시간을 악화시키지 않고 트레이드 오프 관계를 개선해, 기존품 대비 단위 면적당 ON 저항을 약 40％ 저감했다. 로옴은 독자적인 구조를 채용함으로써, 2015년에 세계 최초로 트렌치 구조를 채용한 SiC MOSFET의 양산화에 성공했다. 이후, 디바이스 성능을 한층 더 향상시키기 위한 개발을 추진해왔지만, 낮은 ON 저항화와 트레이드 오프 관계인 단락 내량 시간을 동시에 만족하기는 어려웠다. 이번에 로옴의 독자적인 더블 트렌치 구조를 한층 더 진화시킴으로써, 단락 내량 시간을 악화시키지 않고, 기존품 대비 ON 저항을 약 40％ 저감하는데 성공했다.

일반적으로 MOSFET는 낮은 ON 저항화와 대전류화에 따라 각종 기생 용량이 증가하는 경향이 있어, SiC가 지닌 본래의 고속 스위칭 특성을 충분히 발휘할 수 없다는 과제가 있었다. 이번에 로옴은 게이트–드레인 용량(Cgd)을 대폭 삭감함으로써, 기존품 대비 스위칭 손실을 약 50％ 저감할 수 있었다. 

이와 같이 낮은 ON 저항, 고속 스위칭을 겸비한 제4세대 SiC MOSFET는 차량용 인버터와 각종 스위칭 전원 등 다양한 애플리케이션의 극적인 소형화와 저소비 전력화에 기여한다. 

이 제품은 6월부터 베어 칩의 샘플 제공을 순차 개시했으며, 향후 디스크리트 패키지로 샘플을 제공할 예정이다.