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研究人员打造低成本SiC生产制程

http://www.ec.hc360.com2017年09月27日08:50 来源: eettaiwan T|T

    为了降低SiC的制造成本,美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员设计了一种PRESiCE制程,并搭配TIX-Fab实现低成本的SiC功率MOSFET…

    碳化矽(SiC),这种宽能隙的半导体元件可用于打造更优质的电晶体,取代当今的矽功率电晶体,并与二极体共同搭配,提供最低温度、最高频率的功率元件。SiC电晶体所产生的热也比矽功率电晶体更低30%,然而,它的成本至今仍然比矽更高5倍。

碳化矽(SiC)

碳化矽(SiC)

    美国北卡罗莱纳州立大学(NorthCarolinaStateUniversity;NCSU)教授JayBaliga认为,这是因为SiC需要专用的制程技术,而使得价格居高不下,并筑起较高的进入门槛。为了寻找低成本授权的制程以降低这些障碍,Baliga及其研究团队设计了一种“制造SiC电子元件之工程制程”(ProcessEngineeredforManufacturingSiCElectronic-devices;PRESiCE),并采用德州仪器(TexasInstruments;TI)的X-Fab来实现。

    研究人员们将在日前于美国华府举行的2017年碳化矽及相关材料国际会议(InternationalConferenceonSiliconCarbideandRelatedMaterials;ICSCRM2017)发表技术细节。

    

    PRESiCE制程可用于降低SiC功率元件的生产成本(来源:NorthCarolinaStateUniversity)

    根据Baliga,PRESTICE并不只是一种开发SiC制程的低成本替代方法,它也比传统的专有制程更有效率。降低授权成本将有助于让更多的业者加入市场竞争,从而提高SiC的产量。反过来说,这也不可避免地会降低SiC的价格,或许还会降低到只比矽的价格多50%。

    SiC功率元件除了可作业于较低的温度下,也可以在更高的频率下切换,从而让功率电子产品得以使用较小的电容、电感和其他被动元件,最终使得设计人员能在更小的空间中封装更多元件,而仍使其保持轻量纤薄。Baliga说,PRESiCE制程能实现较高产量,并严格控制产出SiC元件的特性。

    为了证明这一概念,研究人员在TIX-Fab中使用PRESiCE,制造出SiC功率MOSFET、ACCUFET与接面阻障萧特基(JBS)整流器,以打造1.2kV的电源。功率MOSFET结构的JBS返驰式整流器可打造功率JBSFET,使其得以较矽基设计的晶片面积更缩小40%,封装数也减半。

    美国能源部(DoE)旗下PowerAmerica研究所为这项研究提供资金。除了JayBaliga他研究人员还包括北卡罗莱纳州立大学的K.Han、J.Harmon、A.Tucker与S.Syed,以及纽约州立大学理工学院(SUNY)的W.Sung。

责任编辑:陈彩霞

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