Der SCT2450KE ist ein Siliziumkarbid-MOSFET von Rohm. Der Transistor sperrt bis zu 1200V und leitet dauerhaft bis zu 10A. Als Spitzenstrom sind 25A zulässig. Der typische Widerstand beträgt 450mΩ. Über das TO-247 Gehäuse können bis zu 85W abgeführt werden. Die maximale Junction-Temperatur ist mit 185°C angegeben.
SiC-MOSFETs besitzen verhältnismäßig kleine Ausgangskapazitäten, was ein verlustarmes Abschalten ermöglicht. Für den SCT2450KE sind 21pF spezifiziert. Die typische Abschaltzeit beträgt 38ns. Die kleinen Kapazitäten und das schnelle Schalten erhöhen allerdings die Gefahr von hochfrequenten Störungen.
Das Die ist mit einer Polyimidschicht überzogen, die sich nur schlecht entfernen lässt. Man kann aber die relevanten Strukturen gut erkennen. Der linke Bonddraht führt das Source-Potential, das über eine Metallfläche auf die einzelnen kleinen MOSFET-Zellen verteilt wird. Die Kontakte zu diesen Zellen bilden sich in der Oberfläche der Metalllage ab. Der rechte Bonddraht liefert das Gate-Potential, das über die rechte, die obere und die untere Seite verteilt wird.
Das Die des SCT2450KE (1200V / 10A / 0,45Ω) ist lediglich 2,0mm x 1,8mm groß. Im Vergleich dazu ist der Silizium-MOSFET STP3NB100FP (1000V / 3A / 5,3Ω) trotz der schlechteren Spezifikationen bereits deutlich größer: 3,9mm x 3,7mm. Das Die des NDUL09N150C (1500V / 9A / 2,2Ω) ist demgegenüber mit einer Kantenlänge von 8mm noch einmal deutlich größer. Nicht nur der aktive Bereich ist beim SCT2450KE kleiner, auch die Randstruktur, die eine Potentialsteuerung darstellt, konnte sehr schlank ausgeführt werden.
Im Gegensatz zu Silizium ist Siliziumkarbid im sichtbaren Wellenlängenbereich durchsichtig. Die Metallisierung auf der Rückseite des Transistors ist an einer Stelle abgeplatzt. Dort kann man durch das Substrat die Struktur der Metallisierung auf der Vorderseite erkennen.
Entfernt man die obere Metalllage mit Salzsäure, so verschwinden auch die letzten groben Verunreinigungen.
Im Detail kann man den langgezogenen Kontakt vom Gate-Potential zu der rosa erscheinenden Gate-Schicht erkennen. Vom Bondpad aus geht dieser Kontaktbereich in die Rahmenstruktur über, die das Gate-Potential über das Die verteilt. Der äußere Rahmen ist wieder mit dem Source-Potential verbunden und sorgt für ein gleichmäßiges Potential im Außenbereich.
Siliziumkarbid bietet eine höhere Spannungsfestigkeit als Silizium. Dementsprechend besitzt der SCT2450KE trotz der hohen Sperrspannung von 1000V nur einen kleinen Randbereich. Als Potentialsteuerung war eine einzelne Rahmenstruktur ausreichend.
Von oben betrachtet erscheint das Material ebenfalls lichtdurchlässig, allerdings trüb.
Wählt man den Fokuspunkt aber anders, so zeigt sich, dass das Material durchaus auch von oben transparent ist.
