Na rozdíl od diskrétních součástek S1C, které sledují charakteristiky vysokého napětí, vysokého výkonu, vysoké frekvence a vysoké teploty, je cílem výzkumu integrovaného obvodu SiC především získání vysokoteplotního digitálního obvodu pro inteligentní řídicí obvody výkonových integrovaných obvodů. Vzhledem k tomu, že vnitřní elektrické pole integrovaného obvodu SiC je velmi nízké, vliv defektů mikrotubulů se výrazně snižuje. Jedná se o první ověřený kus monolitického integrovaného operačního zesilovače SiC. Skutečný konečný produkt a jeho výtěžnost stanovená na základě modelu výtěžnosti SiC je mnohem vyšší než u defektů mikrotubulů. Proto se na základě modelu výtěžnosti SiC a materiálů Si a CaAs zjevně liší. Čip je založen na technologii NMOSFET s vyčerpáním. Hlavním důvodem je příliš nízká efektivní mobilita nosičů náboje u MOSFETů SiC s reverzním kanálem. Pro zlepšení povrchové mobility Sic je nutné zlepšit a optimalizovat proces tepelné oxidace Sic.
Purdue University odvedla mnoho práce na integrovaných obvodech SiC. V roce 1992 byl úspěšně vyvinut monolitický digitální integrovaný obvod založený na reverzním kanálu 6H-SIC NMOSFET. Čip obsahuje obvody typu nehradlo, nehradlo, na hradle, binární čítač a poloviční sčítačku a může správně fungovat v teplotním rozsahu 25 °C až 300 °C. V roce 1995 byl vyroben první rovinný MESFET integrovaný obvod SiC s využitím technologie vstřikování vanadu a izolace. Přesnou regulací množství vstřikovaného vanadu lze získat izolační SiC.
V digitálních logických obvodech jsou obvody CMOS atraktivnější než obvody NMOS. V září 1996 byl vyroben první digitální integrovaný obvod 6H-SIC CMOS. Zařízení používalo vstřikování N-řádu a depoziční oxidovou vrstvu, ale kvůli dalším procesním problémům bylo prahové napětí čipu PMOSFET příliš vysoké. V březnu 1997 při výrobě druhé generace SiC CMOS obvodu byla použita technologie vstřikování P-pasti a tepelného růstu oxidové vrstvy. Prahové napětí PMOSFETů dosažené vylepšením procesu je přibližně -4,5 V. Všechny obvody na čipu fungují dobře při pokojové teplotě až do 300 °C a jsou napájeny jedním zdrojem, který může mít libovolné napětí od 5 do 15 V.
Se zlepšením kvality substrátových destiček se budou vyrábět funkčnější integrované obvody s vyšším výtěžkem. Jakmile se však v podstatě vyřeší problémy s materiálem a procesem SiC, stane se spolehlivost zařízení a pouzdra hlavním faktorem ovlivňujícím výkon vysokoteplotních integrovaných obvodů SiC.
Čas zveřejnění: 23. srpna 2022