9 月 3 日消息，近日 “南京發(fā)布” 官方發(fā)布博文，引起廣泛關(guān)注。報(bào)道稱國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）歷經(jīng) 4 年自主研發(fā)，成功攻克溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片制造關(guān)鍵技術(shù)，這一突破打破了平面型碳化硅 MOSFET 芯片性能的 “天花板”，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該領(lǐng)域的首次重大突破。
碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的主要代表之一，具有寬禁帶、高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子飽和遷移速率和高導(dǎo)熱率等諸多優(yōu)良特性。
在碳化硅 MOS 領(lǐng)域，主要有平面結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)兩種類型。目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用主要以平面型碳化硅 MOSFET 芯片為主。平面SiC MOS 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，元胞一致性較好，雪崩能量比較高；然而其缺點(diǎn)也較為明顯，當(dāng)電流被限制在靠近 P 體區(qū)域的狹窄 N 區(qū)中流過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 JFET 效應(yīng)，增加通態(tài)電阻，同時(shí)寄生電容較大。
與之相比，溝槽型結(jié)構(gòu)是將柵極埋入基體中，形成垂直溝道。其特點(diǎn)是可以增加元胞密度，沒有 JFET 效應(yīng)，溝道晶面可實(shí)現(xiàn)最好的溝道遷移率，導(dǎo)通電阻比平面結(jié)構(gòu)明顯降低；但缺點(diǎn)是由于要開溝槽，工藝更加復(fù)雜，且元胞的一致性較差，雪崩能量比較低。
盡管溝槽柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比平面柵結(jié)構(gòu)具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)更低的導(dǎo)通損耗、更好的開關(guān)性能、更高的晶圓密度，從而大大降低芯片使用成本，但一直以來受限于制造工藝，溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片產(chǎn)品遲遲未能問世和應(yīng)用。
國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）技術(shù)總監(jiān)黃潤(rùn)華介紹道：“關(guān)鍵就在工藝上?！?碳化硅材料硬度非常高，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”。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(duì)碳化硅器件的研制和性能有致命的影響。
國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）組織核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)和全線配合團(tuán)隊(duì)，歷時(shí) 4 年，不斷嘗試新工藝，最終建立全新工藝流程，突破了 “挖坑” 難、穩(wěn)、準(zhǔn)等難點(diǎn)，成功制造出溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片。該芯片較平面型提升導(dǎo)通性能 30% 左右。目前中心正在進(jìn)行溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片產(chǎn)品開發(fā)，推出溝槽型的碳化硅功率器件，預(yù)計(jì)一年內(nèi)可在新能源汽車電驅(qū)動(dòng)、智能電網(wǎng)、光伏儲(chǔ)能等領(lǐng)域投入應(yīng)用。
億配芯城（ICgoodFind）認(rèn)為，國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）在溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片制造關(guān)鍵技術(shù)上的突破，為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。這一創(chuàng)新成果將有望在多個(gè)重要領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，推動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和發(fā)展。億配芯城（ICgoodFind）將持續(xù)關(guān)注半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的芯片產(chǎn)品和服務(wù)，共同助力我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮。
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碳化硅
