بخلاف أجهزة S1C المنفصلة التي تسعى إلى خصائص الجهد العالي والطاقة العالية والتردد العالي ودرجة الحرارة العالية، فإن الهدف البحثي لدائرة SiC المتكاملة هو بشكل أساسي الحصول على دائرة رقمية عالية الحرارة لدائرة التحكم في الدوائر المتكاملة للطاقة الذكية. نظرًا لأن دائرة SiC المتكاملة للمجال الكهربائي الداخلي منخفضة جدًا، فإن تأثير عيب الأنابيب الدقيقة سينخفض بشكل كبير، وهذه هي أول قطعة من رقاقة مكبر التشغيل المتكامل أحادي SiC تم التحقق منها، والمنتج النهائي الفعلي والذي تم تحديده من خلال العائد أعلى بكثير من عيوب الأنابيب الدقيقة، وبالتالي، بناءً على نموذج عائد SiC ومادة Si و CaAs يختلفان بشكل واضح. تعتمد الرقاقة على تقنية NMOSFET المستنفدة. والسبب الرئيسي هو أن حركة الناقل الفعالة لـ MOSFETs SiC ذات القناة العكسية منخفضة جدًا. من أجل تحسين حركة سطح Sic، من الضروري تحسين وتحسين عملية الأكسدة الحرارية لـ Sic.
أنجزت جامعة بيردو الكثير من العمل على الدوائر المتكاملة المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC). في عام ١٩٩٢، طُوّر المصنع بنجاح استنادًا إلى دائرة متكاملة رقمية أحادية من نوع 6H-SIC NMOSFETs ذات قناة عكسية. تحتوي الشريحة على دوائر بوابة، أو بوابة، أو بوابة، أو عداد ثنائي، ونصف مجمع، ويمكنها العمل بكفاءة في نطاق درجات حرارة يتراوح بين ٢٥ و٣٠٠ درجة مئوية. في عام ١٩٩٥، صُنعت أول دائرة متكاملة من كربيد السيليكون (SiC) باستخدام تقنية عزل حقن الفاناديوم. من خلال التحكم الدقيق في كمية الفاناديوم المحقونة، يمكن الحصول على كربيد السيليكون العازل.
في الدوائر المنطقية الرقمية، تُعدّ دوائر CMOS أكثر جاذبية من دوائر NMOS. في سبتمبر 1996، صُنعت أول دائرة رقمية متكاملة من 6H-SIC CMOS. يستخدم الجهاز طبقة أكسيد N-order محقونة ومترسبة، ولكن بسبب مشاكل أخرى في العملية، كان جهد عتبة PMOSFETs في الشريحة مرتفعًا جدًا. في مارس 1997، عند تصنيع الجيل الثاني من دوائر SiC CMOS، تم اعتماد تقنية حقن مصيدة الفوسفور وطبقة أكسيد النمو الحراري. يبلغ جهد عتبة PMOSFETs الناتج عن تحسين العملية حوالي -4.5 فولت. تعمل جميع الدوائر على الشريحة بشكل جيد في درجة حرارة الغرفة حتى 300 درجة مئوية، وتتغذى بمصدر طاقة واحد، والذي يمكن أن يتراوح بين 5 و15 فولت.
مع تحسين جودة رقاقة الركيزة، سيتم إنتاج دوائر متكاملة أكثر وظيفية وإنتاجية أعلى. ومع ذلك، عند حل مشاكل مادة وطريقة تصنيع كربيد السيليكون (SiC) بشكل جذري، ستصبح موثوقية الجهاز والتغليف العامل الرئيسي المؤثر على أداء دوائر كربيد السيليكون المتكاملة عالية الحرارة.
وقت النشر: ٢٣ أغسطس ٢٠٢٢