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2018.08.09 SiC 파워 디바이스

SiC-SBD란? – 신뢰성 시험에 대하여

SiC 쇼트키 배리어 다이오드란?

반도체 디바이스 평가 시, 전기적 및 기계적 사양과 성능은 물론, 신뢰성도 중요한 요소입니다. 특히, 파워 디바이스는 대전력 사용이 전제이므로, 충분한 신뢰성을 갖출 필요가 있습니다.

SiC-SBD의 신뢰성

SiC는 반도체 재료로서 역사가 길지 않은 점과 Si 파워 디바이스에 비해 사용 실적이 적은 점 때문에 신뢰성 레벨이 충분히 인지되지 않았을지도 모르겠습니다. 새로운 것, 실적이 없는 것은 기피되는 경향이 있지만, 하기의 데이터를 확인해주시기 바랍니다.

하기 표는, 로옴의 SiC-SBD의 신뢰성 시험 데이터입니다. 우선, 어떤 항목이 있으며 어떤 조건인지 확인하여 주십시오.

iC_2-6_rel

반도체의 신뢰성 검토 및 실제 평가를 해 본 분이라면 익숙한 규격과 조건일 것입니다. 기본적으로는 EIAJ ED-4701의 시험 조건에 따라 시험을 진행하고 있습니다. 참고로, 본 표에서는 EIAJ ED-4701로 표기되어 있지만, EIAJ (일본 전자기계 공업회)는 2000년에 JEIDA (일본 전자공업 진흥협회)와 합병하여, JEITA (전자정보기술 산업협회)가 되었습니다. 규격 중에는 아직 EIAJ의 명칭이 남아있는 것이 있지만, 현재 ED-4701은 JEITA ED-4701이 정식 명칭입니다. 우측의 JEITA ED-4701/100A의 표지를 참고하여 주십시오.

JEITA ED-4701은, 「반도체 디바이스의 환경 및 내구성 시험 방법」이라는 규격으로, 산업기기 및 민생기기용 반도체 평가를 위한 시험 방법이 명시되어 있습니다. 일본 국내에서는 일반적인 규격입니다. 즉, 평가가 실시된 로옴의 SiC-SBD는, 우리가 잘 알고 있는 Si 트랜지스터 및 IC의 신뢰성 시험과 같은 동일한 시험에서, 충분한 신뢰성을 확보하였다는 것을 상기의 신뢰성 데이터를 통해 알 수 있습니다.

SIC_2-6_ED-4701_100A

그러나, SiC-SBD에서 dV/dt 또는 dI/dt에 관련된 파괴 모드가 있다는 이야기를 들으신 분도 계시리라 생각됩니다. dV/dt는, 큰 dV/dt가 인가된 경우에 SiC-SBD의 외주 구조가 파괴되는 모드입니다. 그러나, 로옴의 SiC-SBD는 현재까지의 조사에서 50kV/µs 정도의 dV/dt에서도, 파괴 모드는 확인되지 않았습니다.

dI/dt에 관해서, Si-FRD에서는 dI/dt가 큰 경우에 리커버리 전류 Irr이 커져, 전류 집중으로 인해 파괴되는 모드가 있지만, SiC-SBD는 리커버리 전류가 매우 작아서 해당 모드는 발생하기 어렵습니다.

(2016년 10월 조사)

키 포인트

・로옴에서는 SiC-SBD의 신뢰성에 대해, 표준적인 반도체 디바이스용 규격에 준거하여 시험 및 평가를 실시하고 있다.

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