Onlangs onthulde een siliciumcarbidebedrijf tijdens een online evenement dat de prijs van 6-inch siliciumcarbidewafers 20,000 tot 30,000 yuan per stuk bedraagt, waarmee 350 tot 700 SiC MOSFET's van automobielkwaliteit kunnen worden geproduceerd. De huidige prijs van siliciumcarbidecomponenten is ongeveer 4 tot 5 keer zo hoog als die van siliciumcomponenten. Sommige organisaties voorspellen dat de prijs van siliciumcarbidecomponenten in 2025 zal dalen tot ongeveer 1.5 keer die van siliciumcomponenten, maar hoe kan dat worden bereikt?

"Drieënhalve generaties windrichting" ontdekten dat de North Carolina State University (NCSU) onlangs de nieuwste vooruitgang in siliciumcarbide-technologie aankondigde, en het doel bleek te zijnVerlaag de prijs van siliciumcarbide tot slechts 1.5 keer die van siliciumwafels.Volgens berichten kan deze technologie bedrijven helpen de drempel voor de siliciumcarbidemarkt te verlagen en uiteindelijk foundry sharing en proces sharing te realiseren, waardoor de noodzaak om tijd en financiële middelen te besteden aan de ontwikkeling van eigen technologische processen vervalt. Bovendien kan deze technologie in traditionele gieterijen worden geproduceerd en worden er al grootschalige siliciumcarbide wafers op de markt gebracht. Producten die al verkrijgbaar zijn, zijn onder andere 1.2 kV JBS, power MOSFET en JBSFET.The yield rate is as high as 90%.

De belangrijkste uitvinder van de technologie, die tevens de uitvinder van de IGBT is, zei dat deze technologieën, als ze succesvol blijken, de IGBT op een dag zouden kunnen vervangen.

(Om de volledige versie van het artikel te ontvangen, kunt u via een privébericht reageren op "Sharing Technology" of Celia, de assistent van "Three and a Half Generations", toevoegen.)

   

Gedeelde processen, grotere wafers

Doel: Kosten slechts 1.5 keer die van siliciumapparaten

De huidige kosten van SiC-componenten zijn ongeveer vijf keer zo hoog als die van siliciumvermogenscomponenten. Jay Baliga, hoogleraar aan NCSU, zei: "Ons doel is om de kosten van SiC te verlagen tot anderhalf keer die van siliciumvermogenscomponenten." Hij is van mening dat de hogere productiekosten, in vergelijking met Si IGBT's, een belemmering vormen voor grootschalige marktacceptatie. Een belangrijke reden voor de aanhoudende hoge kosten is dat de bedrijven die SiC-vermogenscomponenten hebben ontwikkeld, allemaal exclusieve toegang hebben tot het productieproces, waardoor het voor andere bedrijven moeilijk is om de markt te betreden. De productiecapaciteit kan niet worden uitgebreid en de kosten kunnen niet worden verlaagd. Om dit te bereiken heeft NCSU een gedeelde technologie ontwikkeld, het PRESiCETM-proces, om de drempels voor bedrijven om de siliciumcarbidemarkt te betreden te verlagen en innovatie te bevorderen. Baliga zei: "PRESiCETM zal meer bedrijven ertoe aanzetten om de SiC-markt te betreden, omdat ze hun eigen ontwerp- en productieprocessen niet helemaal vanaf nul hoeven te ontwikkelen, wat erg duur en tijdrovend is. Dit is goed voor zowel bedrijven als gebruikers. Als meer bedrijven zich richten op de productie van SiC-vermogenscomponenten, zal dit de output van gieterijen verhogen, wat de kosten aanzienlijk kan verlagen." Volgens berichten is deze technologie in januari 2015 van start gegaan en gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie, PowerAmerica. In 2016 namen 18 bedrijven deel aan onderzoek en ontwikkeling, en inmiddels is de technologie toe aan de derde generatie. "Sinds 2015 hebben veel bedrijven hun eerder ontwikkelde, eigen productieprocessen voor SiC-vermogenscomponenten overgeplaatst naar de X-Fab-gieterij in Texas, VS." Een andere mogelijkheid is om bestaande, gevestigde siliciumgieterijen te gebruiken om de kosten te verlagen met grote wafers met een hoge capaciteit. Baliga zei dat de meeste processtappen (tot 80%) van SiC-vermogens-MOSFET's in siliciumgieterijen kunnen worden voltooid. Het enige dat nog moet gebeuren, is het upgraden van de apparatuur voor hoge temperaturen, zoals de gate-oxidatie en de ionenimplantatie-annealing die nodig zijn voor siliciumcarbidematerialen. Door gebruik te maken van onafhankelijke gieterijen zoals X-Fab, "zullen meer bedrijven produceren en zullen de kosten van siliciumcarbide lager worden." Sinds 2015 is PRESiCE verder verbeterd. Door eigen apparatuur te gebruiken om de thermische ionenimplantatiestap gelijkmatiger uit te voeren, is de derde generatie PRESiCE SiC-vermogenscomponenten, geproduceerd in een 6-inch wafergieterij, met succes gelanceerd. De afbeelding hieronder toont JBS-diodes, vermogens-MOSFET's en JBSFET's met een hoge opbrengst en een nominale spanning van 1.2 kV, geproduceerd met PRESiCE-technologie.

Figuur 1. Drie typen SiC-vermogenscomponenten vervaardigd met behulp van de derde generatie PRESiCE-technologie.

Volgens berichten is een van de belangrijkste kenmerken van de PRESiCETM-technologie het gebruik van 10 maskerprocessen. Zie de afbeelding hieronder↓↓↓↓

Figuur 2. Processtroomschema van de PRESiCE-technologie voor de productie van SiC-vermogens-MOSFET's.

Resultaten van procesidentificatie:

Het rendement is hoger dan 90%.

Om de prestaties van de derde generatie PRESiCETM-procestechnologie te testen, produceerde gieterij X-Fab continu drie batches producten, allemaal met dezelfde processtappen. Uit de meetgegevens bleek dat het rendement van JBS-gelijkrichters geproduceerd met de derde generatie PRESiCETM-technologie meer dan 90% bedraagt ​​en dat de lekstroom van JBS-diodes aanzienlijk lager is dan de industriestandaard van 100 µA. De spanningsval in geleidende toestand van JBS-diodes bedraagt ​​ongeveer 2 V. Net als siliciumgebaseerde IGBT's en SiC-vermogens-MOSFET's zijn ze geschikt voor gebruik als antiparallelle diodes. De meetgegevens van siliciumcarbide-vermogens-MOSFET's geproduceerd met PRESiCETM tonen aan dat de maximale geleidende weerstand van 90% van de apparaten minder dan 1.3 keer de typische waarde bedraagt, het rendement meer dan 90% is en de drempelspanning binnen +/- 30% van de specificaties ligt.

Figuur 3. Gemeten lekstroom van een SiC JBS-gelijkrichter bij een omgekeerde voorspanning van 1000 V: variatie binnen de wafer en variatie tussen wafers in dezelfde batch.

Figuur 4. Gemeten lekstroom van een SiC JBS-gelijkrichter bij een omgekeerde voorspanning van 1000 V: variatie in lekstroom tussen verschillende batches.

Figuur 5. SiC-vermogens-JBSFET vervaardigd met behulp van Gen-3 PRESiCETM-technologie: variatie in lekstroom tussen verschillende batches.

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen uit "Third Generation Semiconductor Trend", dat de bescherming van intellectuele eigendomsrechten ondersteunt. Vermeld de oorspronkelijke bron en auteur bij herpublicatie. Neem bij inbreuk op het auteursrecht contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen