Baru-baru ini, sebuah syarikat silikon karbida mendedahkan dalam satu acara dalam talian bahawa harga wafer silikon karbida 6 inci ialah 20,000-30,000 yuan seunit, yang boleh dibuat menjadi 350-700 Mosfet SiC gred automotif. Harga semasa peranti silikon karbida adalah kira-kira 4-5 kali ganda daripada peranti silikon. Sesetengah organisasi meramalkan bahawa harga peranti silikon karbida dijangka serendah kira-kira 1.5 kali ganda daripada peranti silikon pada tahun 2025, tetapi bagaimana ia boleh dicapai?

"Tiga setengah generasi arah angin" mendapati bahawa tidak lama dahulu, Universiti Negeri Carolina Utara (NCSU) mengumumkan kemajuan terkini dalam teknologi silikon karbida, dan matlamatnya kebetulan adalahKurangkan harga silikon karbida kepada hanya 1.5 kali ganda daripada wafer silikonMenurut laporan, teknologi ini dapat membantu syarikat menurunkan ambang untuk memasuki bidang silikon karbida, dan akhirnya merealisasikan perkongsian faundri dan perkongsian proses, sekali gus menghapuskan keperluan untuk meluangkan masa dan sumber kewangan untuk membangunkan proses teknologi proprietari. Selain itu, teknologi ini boleh dihasilkan di faundri tradisional, dan produk wafer silikon karbida bersaiz besar telah dihasilkan secara besar-besaran. Produk yang sedia ada di pasaran termasuk 1.2kV JBS, MOSFET kuasa dan JBSFET.Kadar hasil setinggi 90%.

Pencipta utama teknologi itu, yang juga merupakan pencipta IGBT, berkata teknologi ini, jika berjaya, boleh menggantikan IGBT suatu hari nanti.

(Untuk mendapatkan versi penuh artikel ini, sila balas "Perkongsian Teknologi" melalui mesej peribadi atau tambahkan pembantu "Tiga Separuh Generasi" Celia.)

   

Proses kongsi, wafer yang lebih besar

Matlamat: Kos hanya 1.5 kali ganda daripada peranti silikon

Kos semasa peranti SiC adalah kira-kira lima kali ganda daripada peranti kuasa silikon. Profesor Cemerlang NCSU, Jay Baliga, berkata: "Matlamat kami adalah untuk mengurangkan kos SiC kepada 1.5 kali ganda daripada peranti kuasa silikon." Beliau percaya bahawa berbanding Si IGBT, kos pengeluaran yang lebih tinggi telah menjadi penghalang kepada penerimaan pasaran berskala besar. Salah satu sebab penting mengapa kos terus tinggi adalah kerana syarikat-syarikat yang telah membangunkan peranti kuasa SiC semuanya mempunyai akses eksklusif kepada proses pengeluaran, menyukarkan syarikat lain untuk memasuki bidang ini. Kapasiti kilang tidak dapat diperluas, dan kos tidak dapat dikurangkan. Untuk tujuan ini, NCSU telah membangunkan teknologi kongsi, proses PRESiCETM, untuk mengurangkan halangan bagi syarikat untuk memasuki bidang silikon karbida dan menggalakkan inovasi. Baliga berkata: "PRESiCETM akan mendorong lebih banyak syarikat untuk memasuki pasaran SiC kerana mereka tidak perlu membangunkan proses reka bentuk dan pengeluaran mereka sendiri dari awal, yang sangat mahal dan memakan masa. Ini baik untuk syarikat dan pengguna. Jika lebih banyak syarikat menyertai pembuatan peranti kuasa SiC, ia akan meningkatkan output faundri, yang dapat mengurangkan kos dengan ketara." Menurut laporan, teknologi ini bermula pada Januari 2015 dan menerima pembiayaan daripada Jabatan Tenaga AS PowerAmerica. Pada tahun 2016, 18 syarikat telah mengambil bahagian dalam penyelidikan dan pembangunan, dan kini telah berkembang menjadi generasi ketiga. "Sejak tahun 2015, banyak syarikat telah memindahkan proses pembuatan peranti kuasa SiC proprietari mereka yang telah dibangunkan sebelum ini ke faundri X-Fab di Texas, Amerika Syarikat." Satu lagi cara adalah dengan menggunakan faundri peranti silikon matang sedia ada untuk mengurangkan kos dengan wafer bersaiz besar dan berkapasiti besar. Baliga berkata bahawa kebanyakan langkah proses (sehingga 80%) MOSFET kuasa SiC boleh disiapkan dalam faundri silikon. Apa yang perlu dilakukan ialah menaik taraf peralatan suhu tinggi seperti pengoksidaan pintu dan penyepuhlindapan implantasi ion yang diperlukan untuk bahan silikon karbida. Melalui faundri bukan proprietari seperti X-Fab, "lebih banyak syarikat akan menghasilkan, dan kos silikon karbida akan lebih rendah." Sejak tahun 2015, PRESiCE telah dipertingkatkan lagi. Dengan menggunakan peralatan dalaman untuk melaksanakan langkah implantasi ion terma dengan lebih seragam, generasi ketiga peranti kuasa SiC PRESSiCE yang dihasilkan dalam faundri wafer 6 inci telah berjaya dilancarkan. Gambar di bawah menunjukkan diod JBS hasil tinggi, MOSFET kuasa dan JBSFET dengan voltan undian 1.2 kV yang dihasilkan oleh teknologi PRESSiCE.

Rajah 1. Tiga jenis peranti kuasa SiC yang dihasilkan menggunakan teknologi PRESiCE generasi ketiga.

Menurut laporan, salah satu ciri utama teknologi PRESiCETM ialah penggunaan 10 proses topeng. Lihat gambar di bawah↓↓↓↓

Rajah 2. Aliran proses teknologi PRESiCE untuk pembuatan MOSFET kuasa SiC.

Keputusan pengenalpastian proses:

Hasil melebihi 90%

Untuk mengenal pasti pencapaian teknologi proses PRESiCETM generasi ketiga, faundri X-Fab secara berterusan menghasilkan tiga kelompok produk, semuanya menggunakan langkah proses yang sama. Menurut data yang diukur, didapati bahawa kadar hasil penerus JBS yang dihasilkan menggunakan teknologi PRESiCETM generasi ketiga melebihi 90%, dan arus kebocoran diod JBS jauh lebih rendah daripada piawaian industri iaitu 100 µA. Penurunan voltan keadaan hidup diod JBS adalah kira-kira 2 V. Seperti IGBT berasaskan silikon dan MOSFET kuasa SiC, ia sesuai digunakan sebagai diod anti-selari. Data pengukuran MOSFET kuasa silikon karbida yang dihasilkan oleh PRESiCETM menunjukkan bahawa rintangan hidup maksimum 90% peranti adalah kurang daripada 1.3 kali ganda nilai tipikal, hasil melebihi 90%, dan voltan ambangnya juga berada dalam lingkungan +/- 30% daripada keperluan helaian data.

Rajah 3. Arus kebocoran penerus SiC JBS yang diukur pada bias songsang 1000V: variasi dalam wafer dan dalam kelompok ke wafer.

Rajah 4. Arus kebocoran penerus SiC JBS yang diukur pada bias songsang 1000V: variasi arus kebocoran kelompok ke kelompok.

Rajah 5. JBSFET kuasa SiC yang dihasilkan menggunakan teknologi Gen-3 PRESiCETM: variasi arus bocor kelompok ke kelompok.

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Trend Semikonduktor Generasi Ketiga", yang menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan pengarang cetakan semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen