トレンチ・ゲート・
フィールド
ストップ

よりインテリジェントな
パワー・ソリューションを

STは、パワー半導体製品の主要なカテゴリ全てにおいて、継続的に研究・投資を行っている半導体メーカーです。シリコン・ベースのMOSFETやIGBT(絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ)、ワイド・バンドギャップ(WBG)半導体をベースにしたSiC(炭化ケイ素)製品やGaN(窒化ガリウム)など、幅広い製品が含まれています。

IGBT:2つのデバイスを複合

IGBTは、入力部にMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)、出力部にバイポーラ・トランジスタを組み合わせた複合デバイスです。これにより、高入力インピーダンス、高電流密度、低オン電圧降下(VCEsat)を備えた電圧駆動デバイスが実現します。

IGBTのバイポーラ構造は、ターンオフ時にテール電流を誘起します。これは、少数キャリアの再結合に起因する現象で、IGBT製品における技術的課題の1つです。

IGBT:2つのデバイスを複合

IGBT graph

IGBT:2つのデバイスを複合

IGBT graph

IGBTは、入力部にMOSFET(金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)、出力部にバイポーラ・トランジスタを組み合わせた複合デバイスです。これにより、高入力インピーダンス、高電流密度、低オン電圧降下(VCEsat)を備えた電圧駆動デバイスが実現します。

IGBTのバイポーラ構造は、ターンオフ時にテール電流を誘起します。これは、少数キャリアの再結合に起因する現象で、IGBT製品における技術的課題の1つです。

トレンチ・ゲート・フィールドストップ
(TGFS)アーキテクチャ

プレーナ技術を採用した初期のIGBTは、比較的性能が低かったため、モータ制御などの低周波アプリケーションに用途が限定されていました。

Trench Field Stop Graph

フィールドストップ(FS)層の導入

フィールドストップ(FS)層の導入により、チップ全体でより均一の的電界が生成され、より高い耐圧の維持が可能になりました。また、FS層により電荷の再結合時間が短縮され、動的挙動の制御性が向上しました。

トレンチ・ゲート電極の導入

IGBTにおける次の進歩は、ゲート電極へのトレンチ・エッチングの導入です。この垂直ゲートによってアクティブ・セル間の距離が短くなり、電流密度が向上したため、同程度の耐圧レベルで飽和電圧を下げることに成功しました。

最先端の製造プロセス

最適なIGBT性能および信頼性の実現に必要な、最高水準の製造プロセスを有する半導体メーカーは、限られています。
トレンチ・ゲート・フィールドストップ(TGFS)アーキテクチャを採用したSTのIGBTは、マイクロメートル単位の構造均一性を示します。また、リソグラフィや成膜、エッチング、メタライゼーションなど、さまざまな関連工程で発生する残渣がありません。
そのため、伝導損失とスイッチング損失のバランスに優れ、短絡耐量や最大接合部温度においてきわめて堅牢なデバイスを実現できます。

Switch Off Graph
Switch Off Graph