4年磨一“芯”,我國首次突破溝槽型 SiC MOSFET 芯片制造技術
2024-09-04 17:26:29閱讀量:723
導語:據南京市政府官方消息,國家第三代半導體技術創新中心(南京)歷經4年自主研發,成功突破溝槽型SiC MOSFET芯片制造關鍵技術,打破平面型SiC MOSFET芯片性能“天花板”,實現我國在該領域首次突破。

國家第三代半導體技術創新中心(南京)
SiC是第三代半導體材料的主要代表之一,具有寬禁帶、高臨界擊穿電場,高電子飽和遷移速率和高導熱率等優良特性。SiC MOS主要分為平面和溝槽兩種結構,目前業內應用以平面SiC MOSFET芯片為主。
溝槽柵結構的設計比平面柵結構具有更明顯的性能優勢,可實現更低導通損耗,更好的開關性能、更高的晶圓密度,從而大大降低芯片使用成本。但由于一直受限于制造工藝,溝槽型 SiC MOSFET芯片產品遲遲未能問世。

平面型SiC MOSFET與溝槽型SiC MOSFET對比(芯片大師自制)
國家第三代半導體技術創新中心(南京)技術總監黃潤華稱“關鍵就在工藝上”,SiC 材料硬度非常高,改平面為溝槽,就意味著要在材料上“挖坑”,且不能“挖”得“坑坑洼洼”的。
在制備過程中,刻蝕工藝的刻蝕精度、刻蝕損傷以及刻蝕表面殘留物均對 SiC 器件的研制和性能有致命的影響。
國家第三代半導體技術創新中心(南京)組織核心研發團隊和全線配合團隊,歷時 4 年,不斷嘗試新工藝,最終建立全新工藝流程,突破“挖坑”難、穩、準等難點,成功制造出溝槽型SiC MOSFET 芯片。較平面型提升導通性能 30% 左右。
科研人員在第三代半導體—碳化硅芯片產線上檢測產品(來源南京日報)
據黃潤華介紹 SiC 功率器件本身相比 Si 器件具備省電優勢,可提升續航能力約5%;應用溝槽結構后,可實現更低電阻的設計。在導通性能指標不變的情況下,則可實現更高密度的芯片布局,從而降低芯片使用成本。
目前中心正在進行溝槽型 SiC MOSFET 芯片產品開發,推出溝槽型的SiC 功率器件,預計一年內可在新能源汽車電驅動、智能電網、光伏儲能等領域投入應用。

L7805CV-DG/線性穩壓器(LDO) | 0.5637 | |
AMS1117-3.3/線性穩壓器(LDO) | 0.1237 | |
BAT54C,215/肖特基二極管 | 0.0334 | |
LM358DR2G/運算放大器 | 0.35 | |
CJ431/電壓基準芯片 | 0.1147 | |
LM393DR2G/比較器 | 0.318 | |
ADUM4160BRWZ-RL/隔離式USB芯片 | 31.6 | |
SS8050/三極管(BJT) | 0.035 | |
8S005/錫膏/錫漿 | 17.67 | |
B0505S-1WR3/隔離電源模塊 | 2.34 |