Die FD40H100 von ST Microelectronics ist eine sogenannte FERD. FERD steht für Field Effect Rectifier Diode. Wie beispielsweise im Patent US8148748B2 beschrieben, handelt es sich im Grunde um einen speziellen MOSFET bei dem Gate und Source verbunden sind. Eine FERD bietet im Vergleich zu einer Schottkydiode eine ähnliche, teilweise niedrigere Flussspannung.
Der Buchstabe H steht für die Modellreihe mit verhältnismäßig geringen Sperrströmen. Die FD40H100 ist aktuell die leistungsfähigste Diode der Reihe. Sie sperrt bis zu 100V und leitet bis zu 40A. Die Flussspannung wird mit 0,325V angegeben (4A, 125°C). Die Modellreihe mit dem Buchstaben U anstelle des Buchstaben H bietet die kleinste Flussspannung, die bei 4A und 125°C ungefähr 0,22V beträgt. Die Spannungsfestigkeit der Modellreihe H ist allerdings auf 45V begrenzt und der Sperrstrom kann bis auf 100mA ansteigen (45V, 125°C). Die hier vorliegende FD40H100 ist dagegen mit einem Sperrstrom von 24mA angegeben (100V, 125°C). Die Buchstaben L, M, SM und H stellen Kompromisslösungen dar.
Das im Package enthaltene Die wird von vier verhältnismäßig dicken Bonddrähten kontaktiert.
Die Dicke des Dies beträgt 0,2mm.
Die Abmessungen des Dies betragen 3,8mm x 3,4mm.
Durch die Metallisierung zeichnet sich lediglich eine Abstufung im Randbereich ab. Die innere Fläche ist abgesehen von einem fertigungsbedingten Muster plan.
Entfernt man die Metalllage, so zeigt sich, dass darunter durchaus eine Struktur verborgen ist. Entweder wurden die unteren Schichten während der Herstellung poliert oder die obere Metallschicht ist verhältnismäßig dick, so dass sich darunter liegende Unebenheiten nicht mehr abzeichnen. Eine dicke Metalllage ist bei einem Leistungshalbleiter wesentlich wahrscheinlicher.
Moderne Leistungs-MOSFETs bestehen oft aus vielen kleinen, quadratischen Transistoren (z.B. BUK446-1000B). Es finden sich aber auch streifenförmige Einzeltransistoren (z.B. STP3NB100FP). Die FERD ähnelt eher letzteren MOSFETs. Hier kommen allerdings relativ breite, diagonale Elemente zum Einsatz.
Die hellen Flächen in diesem Bild stellen höchstwahrscheinlich Kontaktbereiche dar. Die hier schwarz erscheinenden Flächen könnten dann Gate-Elektroden sein.
Die Farben lassen vermuten, dass die Gate-Elektroden mit der Rahmenstruktur verbunden sind.
Die Konturen in der Rahmenstruktur könnten die Gate-Kontaktbereiche für die Metalllage sein. Die Metalllage ist dann flächig mit den Source-Potentialen und über die Rahmenstruktur mit den Gate-Elektroden verbunden.
