Statws ymchwil cylched integredig SiC

Yn wahanol i ddyfeisiau arwahanol S1C sy'n dilyn nodweddion foltedd uchel, pŵer uchel, amledd uchel a thymheredd uchel, nod ymchwil cylched integredig SiC yn bennaf yw cael cylched ddigidol tymheredd uchel ar gyfer cylched rheoli ICs pŵer deallus. Gan fod cylched integredig SiC ar gyfer maes trydan mewnol yn isel iawn, felly bydd dylanwad y diffyg microdiwbynnau yn lleihau'n fawr, dyma'r darn cyntaf o sglodion mwyhadur gweithredol integredig SiC monolithig i'w wirio, mae'r cynnyrch gorffenedig gwirioneddol a bennir gan y cynnyrch yn llawer uwch na diffygion microdiwbynnau, felly, yn seiliedig ar fodel cynnyrch SiC a deunydd Si a CaAs mae'n amlwg yn wahanol. Mae'r sglodion wedi'i seilio ar dechnoleg NMOSFET disbyddu. Y prif reswm yw bod symudedd cludwr effeithiol MOSFETs SiC sianel gwrthdro yn rhy isel. Er mwyn gwella symudedd arwyneb Sic, mae angen gwella ac optimeiddio'r broses ocsideiddio thermol o Sic.

Mae Prifysgol Purdue wedi gwneud llawer o waith ar gylchedau integredig SiC. Ym 1992, datblygwyd y ffatri yn llwyddiannus yn seiliedig ar gylched integredig ddigidol monolithig NMOSFETs sianel wrthdro 6H-SIC. Mae'r sglodion yn cynnwys cylchedau heb giât, neu heb giât, ymlaen neu giât, cownter deuaidd, a hanner addiwr a gall weithredu'n iawn yn yr ystod tymheredd o 25°C i 300°C. Ym 1995, cynhyrchwyd yr ICs MESFET plân SiC cyntaf gan ddefnyddio technoleg ynysu chwistrelliad fanadiwm. Trwy reoli faint o fanadiwm a chwistrellir yn fanwl gywir, gellir cael SiC inswleiddio.

Mewn cylchedau rhesymeg digidol, mae cylchedau CMOS yn fwy deniadol na chylchedau NMOS. Ym mis Medi 1996, cynhyrchwyd y gylched integredig ddigidol CMOS 6H-SIC gyntaf. Mae'r ddyfais yn defnyddio haen ocsid trefn-N a dyddodiad wedi'i chwistrellu, ond oherwydd problemau proses eraill, mae foltedd trothwy PMOSFETs y sglodion yn rhy uchel. Ym mis Mawrth 1997 wrth gynhyrchu'r ail genhedlaeth o gylched CMOS SiC. Mabwysiadwyd technoleg chwistrellu trap P a haen ocsid twf thermol. Mae foltedd trothwy PMOSEFTs a geir trwy wella prosesau tua -4.5V. Mae'r holl gylchedau ar y sglodion yn gweithio'n dda ar dymheredd ystafell hyd at 300°C ac yn cael eu pweru gan un cyflenwad pŵer, a all fod yn unrhyw le o 5 i 15V.

Gyda gwelliant ansawdd waffer swbstrad, bydd cylchedau integredig mwy swyddogaethol a chynnyrch uwch yn cael eu gwneud. Fodd bynnag, pan fydd problemau deunydd a phroses SiC wedi'u datrys yn y bôn, dibynadwyedd y ddyfais a'r pecyn fydd y prif ffactor sy'n effeithio ar berfformiad cylchedau integredig SiC tymheredd uchel.