Toshibas neu entwickelter voll isolierter N-Channel-LDMOS erreicht bei analogen Leistungshalbleitern der 0,13-Mikrometer-Generation hohe HBM-Robustheit und hohe Durchbruchspannung zu negativer Vorspannung

TOKIO--()--Toshiba (TOKYO:6502) hat eine vollständig isolierte N-Channel LDMOS Technologie entwickelt, die den Kompromiss zwischen Durchbruchspannung zu negativer Vorspannung („breakdown voltage to negative bias“, BVnb) und HBM-Robustheit überwindet, die ein Maß der Widerstandsfähigkeit bei elektrostatischer Entladung (ESD) darstellt. Details dieses Entwicklungserfolgs wurden am 1. Juni anlässlich der ISPSD 2017 (International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs 2017) verkündet, einer internationalen Konferenz zu Leistungshalbleitern, die in Japan stattfindet.

In den vergangenen Jahren ist die Nachfrage nach analogen ICs und Power-ICs für Automobile mit voll isolierten Nch-LDMOS und hohem BVnb gestiegen, insbesondere nach Geräten, die für eine elektrische Spannung von 40 V und mehr ausgelegt sind. Das Erreichen höherer BVnb erforderte bislang einen Kompromiss mit der sichernden HBM-Robustheit, und beides zu erreichen erforderte einen größeren Chip, um die Substrate und das Innere des Chips elektrisch zu isolieren. Dies erschwerte den Fortschritt bei der Miniaturisierung und Kostensenkung. Außerdem war ein neuer Parameter zur Bewertung der HBM-Robustheit dringend erforderlich, da die HBM-Robustheit ein Parameter ist, der schwierig zu bewerten ist, ohne dass tatsächlich Geräte hergestellt werden.

Um den Kompromiss zwischen HBM-Robustheit und BVnb zu überwinden und gleichzeitig die Chipgröße zu minimieren, führte Toshiba 2D TCAD-Simulationen zahlreicher Parameter durch und stellte fest, dass die Konzentration des Stromflusses, die dem Höchstwert des elektrischen Feldes unter dem Drainbereich entspricht (EUD), von der HBM-Robustheit abhängt. Infolge der Verwendung von EUD zur Optimierung der Eigenschaften durch Anpassung verschiedener Parameter verbesserte Toshiba erfolgreich die HBM-Robustheit und erzielte dabei eine Nennspannung von 25 bis 96 V. Dadurch wurde auch eine Reduktion der Chipgröße von 46 % für 80 V voll isolierte Nch-LDMOS-Produkte erreicht, bei Einhaltung von HBM +/-4kV, einem Messwert für die HBM-Robustheit.

Toshiba hat unter Anwendung der neuen Technologie Prototypen der prozessbasierten Geräte BiCD-0.13G3 hergestellt und plant den Beginn der Massenproduktion im Geschäftsjahr 2018. Das Unternehmen sieht sich verpflichtet, durch die Ausweitung seines Produktsortiments mit voll isolierten Nch-LDMOS zur Realisierung von leichteren, effizienteren Automobilen und einer Verbesserung ihrer Leistungsfähigkeit beizutragen.

*1 HBM (Human Body Model): ein Modell zur Kennzeichnung der Anfälligkeit elektronischer Geräte für elektrostatische Entladung (ESD), basierend auf ESD des menschlichen Körpers.

*2 vollständig isolierte N-Channel-LDMOS: Ein lateralh diffundierter (Laterally Diffused) MOS-Transistor mit einer Struktur, die durch vollständige elektrische Isolation das elektrische Feld zwischen Drain und Gate reduziert.

*3 EUD (Elektrisches Feld unter dem Drainbereich): Stärke des elektrischen Feldes, die unter der Drain-Source festgestellt wird.

*4 BiCD-0.13G3 Prozesstechnologie: Eine von Toshibas Prozesstechnologien für Leistungshalbleiter. Anwender können den Prozess auswählen, der zu ihrer Anwendung passt: BiCD-0.13G1/G2/G3, überwiegend für Automobilgeräte; CD-0.13G3, überwiegend für Motorsteuerungen; und CD-0.13G1/G2, überwiegend für Energiemanagement IC.

Über Toshiba

Die Toshiba Corporation, ein Unternehmen der Fortune Global 500, lässt ihre Weltklasse-Kompetenzen im Bereich hoch entwickelter elektronischer und elektrischer Produkte und Systeme in drei Schwerpunkt-Geschäftsbereiche einfließen: Energie, die das tägliche Leben möglich macht, die sauberer und sicherer ist, Infrastruktur, die für Lebensqualität sorgt, und Speicherplatz, der die fortschrittliche Informationsgesellschaft möglich macht. Der Grundleitsatz der Toshiba Group lautet: „Committed to People, Committed to the Future” („Den Menschen verpflichtet, der Zukunft verpflichtet”). Das Unternehmen treibt sein operatives Geschäft global voran und trägt zur Gestaltung einer Welt bei, in der zukünftige Generationen besser leben können.

Toshiba wurde 1875 in Tokio gegründet und bildet heute das Zentrum eines Netzwerks aus 550 Konzernunternehmen, die weltweit 188.000 Mitarbeiter beschäftigen und einen Jahresumsatz von mehr als 5,6 Billionen Yen (50 Milliarden US-Dollar) erwirtschaften. (Stand 31. März 2016).

Weitere Informationen zu Toshiba finden Sie unter www.toshiba.co.jp/index.htm

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