Trench MOS 구조 채용으로, 트레이트 오프 관계인 VF와 IR을 기존품 대비 대폭 개선

로옴(ROHM) 주식회사는 자동차/산업/민생기기 등의 전원 회로 및 보호 회로용으로, trr을 업계 최고 수준으로 고속화한 100V 내압 쇼트키 배리어 다이오드 (이하, SBD) 「YQ 시리즈」를 개발했다. 



이 시리즈는 다양한 회로에 대응 가능한 4종류의 기존 SBD 시리즈에 이어, 새로운 시리즈로서 로옴의 다이오드 중에서는 처음으로 Trench MOS 구조를 채용했다.

독자적인 구조 설계를 통해 업계 최고 수준의 trr (15ns)을 실현함으로써 Trench MOS 구조를 채용한 일반품 대비, trr 자체의 손실을 약 37％, 스위칭 손실 전체를 약 26％ 삭감하여, 어플리케이션의 저소비전력화에 기여한다.



또한, Trench MOS 구조 채용으로 순방향 인가 시에 손실이 되는 V_F와 역방향 인가 시에 손실이 되는 I_R을 모두 Planar 구조의 기존 SBD에 비해 개선했다. 이에 따라, 정류 용도 등의 순방향으로 사용할 때의 전력 손실과 SBD에서 가장 우려되는 열폭주 리스크를 저감한다. 이러한 특징으로, 발열이 발생하기 쉬운 차량용 LED 헤드램프의 구동 회로 및 xEV용 DC-DC 컨버터 등 고속 스위칭 어플리케이션에 최적이다. 



신제품은 2023년 12월부터 전 제품 양산을 개시(샘플 가격: 300엔~ / 개, 세금 불포함) 했고, 샘플은 CoreStaff, Chip 1 Stop 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입이 가능하다.

어떻게 만들게 됐나

종류가 다양한 다이오드 중에서도 고효율인 SBD는 각종 어플리케이션에서 채용이 증가하고 있다. 특히, Trench MOS 구조의 SBD는 Planar 구조의 SBD에 비해 VF가 낮아지기 때문에 정류 용도 등에서 고효율을 실현할 수 있다.

반면에 일반적인 Trench MOS 구조의 경우, trr은 Planar 구조보다 악화되기 때문에 스위칭 용도로 사용할 때 전력 손실이 커진다는 과제가 있었다. 로옴은 이러한 과제에 대응하여 독자적인 Trench MOS 구조를 채용함으로써 트레이드 오프 관계인 V_F와 I_R을 동시에 저감함과 동시에 업계 최고 수준의 trr도 실현한 YQ 시리즈를 개발했다.

앞으로도 로옴은 저내압에서 고내압까지 반도체 디바이스의 품질 향상을 위해 노력함과 동시에 특징 있는 라인업 강화를 추진하여 어플리케이션의 한차원 높은 소형화와 저소비전력화에 기여해 나갈 것이다. 

Trench MOS 구조는 에피 웨이퍼 층에 폴리 실리콘으로 Trench를 형성한 구조로 전계 집중을 완화할 수 있다. 이에 따라 에피 웨이퍼 층의 저저항화가 가능하여, 순방향 인가 시 Low V_F화를 실현한다. 또한, 역방향 인가 시에는 전계 집중을 완화할 수 있어 Low I_R화를 실현한다. 「YQ 시리즈」는 이러한 Trench MOS 구조를 채용하여, 기존품 대비 V_F를 약 7％, IR을 약 82％ 개선했다. 

그러나 일반적인 Trench MOS 구조의 경우, 기생 용량 (디바이스 속 저항 성분)이 커지게 되어 Planar 구조에 비해 trr이 악화된다. 「YQ 시리즈」는 V_F와 I_R을 개선함과 동시에, 독자적인 구조 설계를 통해 업계 최고 수준의 trr (15ns)를 달성했다. 스위칭 시의 손실을 약 26％ 저감할 수 있어 어플리케이션의 저소비전력화에 기여한다. 

어디에 쓰이나

ㆍ차량용 LED 헤드램프    
ㆍxEV용 DC-DC 컨버터
ㆍ산업기기 전원    
ㆍ조명