성공적으로 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC

국립 연구 연구소 선진 산업 과학 기술 연구소 [Ishimura Kazuhiko의 회장] (이하 "AIST") 고급 전력 전자 연구 센터 [리서치 센터 Yamaguchi Hiroshi] 파워 장치 팀 Okamoto Mitsuo, Harada Shinsuke, Yao, yao, yao, yao, yao, yao on weint intersu 팀과 Sato Hiroshi, 연구팀 책임자,실리콘 카바이드 (바카라 사이트 추천) 반도체수직 MOSFETandCMOS드라이버 회로같은 칩에 축적Monolithic Power IC세계에서 그것을 실현 한 최초의 것이며, 스위칭 작동이 확인되었습니다

바카라 사이트 추천 monolithic power ic is전력 변환 장비

이 기술의 세부 사항은 전력 반도체 장치 및 ICS (ISPSD)에 관한 33 번째 국제 심포지엄에서 발표 될 예정이며, 이는 5 월 30 일부터 6 월 3 일까지 온라인으로 개최됩니다

최근 몇 년 동안 지구 온난화 문제는 점점 더 심각해졌으며 사회 전체에 대한 에너지 절약 (CO₂감소)는 시급히 필요합니다 전기 에너지를 전환하고 제어하는 전력 전자 기술은 가정 기기 및 산업 장비의 에너지 절약을 가능하게하는 주요 기술 중 하나입니다 2050 년에 탄소 중립성을 달성하려면 전력 전자 기술을 다양한 위치에 사용하는 많은 전력 변환 장비를 도입해야합니다 전력 변환 장치의 소형화, 무게 감소, 성능 및 기능은 애플리케이션 범위를 확장하고 대량의 전력 변환 장치를 도입하는 데 중요하며 전력 장치의 혁신이 필수적입니다

바카라 사이트 추천 수직 바카라 사이트 추천 MOSFET은 전력 장치 재료로 사용 된 SI에 비해 우수한 물리적 특성을 가지고 있으며, 손실이 낮은 큰 전류와 고전압을 처리 할 수 있습니다 반면에 제조의 어려움으로 인해 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC에 대한 보고서는 거의 없었습니다 특히, 간단한 회로로 구성 할 수 있고 저전력을 소비하는 CMOS 드라이브 회로가 장착 된 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC는 지금까지 실현되지 않았습니다 그 주된 이유는 고전압에서도 파손되지 않도록 설계된 바카라 사이트 추천 CMOS 드라이브 회로가 작은 출력 전류를 가지므로 스위칭 작동에서 바카라 사이트 추천 수직 MOSFET을 작동하기가 어렵 기 때문입니다

AIST는 SIC 전력 장치를 대량 생산하는 기술을 바카라 사이트 추천하고 있습니다 독특한 구조를 가진 1 세대 SIC 파워 MOSFETS (트랜지스터)ie-mosfet, 2 세대IE-UMOSFET바카라 사이트 추천되었습니다 또한, 운전 회로로 사용되는 SIC CMO에 대한 연구가 수행되었으며, 원소 기술 바카라 사이트 추천 및 제조 공정의 특성화가 수행되었습니다 또한, 우리는 SIC 전원 장치를 사용하여 스위칭 기술을 연구하고 바카라 사이트 추천하고 있습니다 이번에는 이러한 연구 결과가 결합되어 동일한 칩에 IE-UMOSFETS 및 SIC CMO를 통합하여 SIC 모 놀리 식 전력 IC를 바카라 사이트 추천하여 스위칭 작업을 시연했습니다

또한,이 연구 및 바카라 사이트 추천은 National Research and Development Corporation New Energy and Industric 기술 바카라 사이트 추천 기관이 의뢰 한 "NEDO 주요 연구 프로그램/Energy and Environmental New Technology (2020-2021)" "에 의해 지원되었습니다

이번에는 AIST가 동일한 칩의 수직 MOSFET 및 CMOS 드라이브 회로를 통합하는 SIC 모 놀리 식 전력 IC를 바카라 사이트 추천했습니다 개념적 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다 기존의 경우, CMOS 드라이브 회로와 수직 MOSFET은 별도의 칩으로 나뉘며 신호 배선은 금속 와이어, 인쇄 회로 보드 등을 통해 수행됩니다 높은 전압은 수직 MOSFET에 적용되므로 CMOS 구동으로 인해 충분한 절연 거리가 필요합니다 또한, 신호 배선에 존재하는 기생 인덕턴스 (의도하지 않은 유도 성분)는 스위칭 작업에 악영향을 미쳐 손실이 증가합니다 바카라 사이트 추천 된 모 놀리 식 전력 IC는 동일한 칩의 수직 MOSFET 및 CMOS 드라이브 회로와 통합되어 신호 배선 길이를 최소화하여 제품의 크기와 무게를 줄이고 기생 인덕턴스를 줄일 수 있습니다

바카라 사이트 추천 된 SIC 모 놀리 식 전력 IC의 특징은도 2에 도시되어있다 2 (a), SIC 모 놀리 식 전력 IC는 수직 MOSFET 영역과 CMOS 구동 회로 영역의 두 영역으로 구성됩니다 수직 MOSFET은 AIST가 바카라 사이트 추천 한 IE-UMOSFET입니다 CMOS 드라이브 회로는 IE-UMOSFET에 공통적 인 P- 타입 층 상에 형성되었으며, (1) P- 타입 MOSFET의 출력 전류 증가 및 (2) 견해 전압의 두 점을 달성 할 수있었습니다 아래에는 두 가지 구체적인 세부 사항이 설명되어 있습니다

(1) P- 타입 MOSFET의 출력 전류 증가 : 일반적으로 바카라 사이트 추천 CMOS의 문제는 P- 타입 MOSFET의 출력 전류가 N- 타입 MOSFET의 출력 전류보다 상당히 열등하다 우리는 IE-UMOSFET의 p- 타입 층에서 높은 결정 품질을 가지고 있습니다epitaxial membrane|로 형성되는 특성을 활용하고 제조 공정에 거의 변화가 없어Epi-embedded Channel이는 P 형 MOSFET의 출력 전류를 4 배 증가시키는 데 성공했습니다 (그림 2 (b))

(2) 견딜 수있는 전압 : IE-UMOSFET에 공통적 인 전압 부유 구조 내에 바카라 사이트 추천 CMO를 형성함으로써 새로운 제조 공정을 추가하지 않고 CMOS 드라이브 회로를 1500V의 배수 전압에서 성공적으로 분리했습니다 (그림 2 (c))

제조 된 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC의 스위칭 작동 파형이 그림에 나와 있습니다 스위칭은 600V의 배수 전압 및 10 A의 배수 전류로 수행되었다 켜기 상태에서 끄기로 전환하는 파형 (턴 오프) 및 상태로 전환 된 상태 (턴온)가 얻어졌으며, 이는 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC를 사용하여 전환 작업을 보여준 세계 최초의 전환이었다

이제, 우리는 바카라 사이트 추천 CMOS 드라이브 회로의 출력 전류를 더욱 증가시키고 바카라 사이트 추천 모 놀리 식 전력 IC의 고속 스위칭을 증가시키는 것을 목표로합니다 또한 센서, 논리 회로 등이 통합되어 기능을 더욱 증가시켜 편의성을 높이고 전력 변환 장치의 적용을 확장하는 데 기여할 것입니다

◆ 실리콘 카바이드 (바카라 사이트 추천) 반도체

탄소 (C) 및 실리콘 (SI)으로 만든 화합물 반도체 기존의 SI 반도체와 비교하여 물리적 특성이 우수하여 전력 장치의 특성을 향상시킵니다 바카라 사이트 추천가 전원 장치에서 사용될 때 SI 장치보다 1 배 높은 전압을 제공 할 수 있으며 차세대 전원 장치의 재료가 될 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 수직 MOSFET

MOSFET은 금속/산화물/반도체 필드 효과 트랜지스터입니다 내부 전도 상태는 제어 전극 (게이트)의 전압과 입력 전극 (소스) 사이의 전환 상태 (내부 회로의 켜기/끄기)와 트랜지스터의 출력 전극 (드레인)에 의해 변경됩니다 사용 된 반도체의 전도도 유형에 따라, 양성 제어 전압에서 작동하는 N 형 MOSFET 및 음성 제어 전압에서 작동하는 P- 타입 MOSFET의 두 가지 유형이 있습니다 바카라 사이트 추천 전력 장치에서, N- 형 MOSFET가 사용되며, 수직 구조는 공통 및 게이트 전극이 기판의 전면에 배열되고 배수 전극이 기판의 뒷면에 배열된다[참조로 돌아 가기]

◆ CMOS

보완 MOS P 형 MOSFET과 N- 타입 MOSFET을 결합한 전자 회로 한쪽이 켜지면 다른 쪽이 꺼지고 다른 쪽은 꺼져 있습니다 저전력 소비 및 단순화 된 회로 구성과 같은 많은 장점이 있습니다 그것은 모든 전극이 기판의 전면에 배치되는 수평 구조입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 드라이버 회로

MOSFET의 제어 전극 (게이트)으로 전송 된 신호를 생성하기위한 전자 회로[참조로 돌아 가기]

◆ Monolithic Power IC

주 장치 인 전원 장치와 드라이브 회로와 같은 주변 회로가 동일한 칩에 통합되는 통합 회로 (IC)[참조로 돌아 가기]

◆ 전력 변환 장비

반도체 트랜지스터에서 형성된 전원 장치의 스위칭 (내부 회로 켜기 및 오프)을 사용하여 전원 (DC/AC 변환 및 전압 변환) 및 제어를 사용하는 장치[참조로 돌아 가기]

◆ ie-mosfet

이식 및 에피 택셜 MOSFET으로 알려진 AIST에 의해 바카라 사이트 추천 된 SIC 수직 MOSFET 그것은 스위칭 상태가 제어 전극 (게이트)에 의해 제어되는 반도체 영역 (채널)이 표면의 평면 방식으로 형성되는 반도체 영역 (채널)을 갖는다 고품질 결정 영역에서 채널을 형성함으로써, 상태의 저항이 감소되었다[참조로 돌아 가기]

◆ ie-umosfet

이식 및 에피 택셜 트렌치 MOSFET으로 알려진 AIST에 의해 바카라 사이트 추천 된 SIC 수직 MOSFET 그것은 스위칭 상태가 제어 전극 (게이트)에 의해 제어되는 반도체 영역 (채널)이 표면에 제공된 그루브 (트렌치)의 측벽에 형성되는 반도체 영역 (채널)을 갖는다 구조는 트렌치 유형을 IE-MOSFET에 사용하여 ON 상태에서 저항을 크게 줄입니다[참조로 돌아 가기]

◆ epitaxial membrane

기저의 결정 구조를 물려 받기 위해 결정 (에피 택셜)으로 결정된 박막 결정 성이 높고 결정 결함이 거의 없습니다 성장 동안 불순물을 도입함으로써, N 형 및 P 형 전도도 제어가 가능하다[참조로 돌아 가기]

◆ epi-embedded 채널

스위칭 상태가 MOSFET의 제어 전극 (게이트)에 의해 제어되는 반도체 영역을 채널이라고하지만 채널 영역의 불순물 농도를 매장 채널이라고합니다 오프-온 상태로부터의 전환이 시작되는 제어 전압 (임계 값 게이트 전압)을 개선하고 상태에서 전류가 흐르는 용이성 (채널 이동성)을 개선하기 위해 도입된다 이 매장 된 채널은 에피 택셜 필름으로 형성되며 EPI 매장 채널이라고합니다 에피 택셜 필름의 높은 결정도는 높은 개선 효과를 제공하지만, 추가 에피 택셜 성장이 일반적으로 필요하므로 제조 공정에 큰 부담이됩니다[참조로 돌아 가기]