Σε αντίθεση με τις διακριτές συσκευές S1C που επιδιώκουν χαρακτηριστικά υψηλής τάσης, υψηλής ισχύος, υψηλής συχνότητας και υψηλής θερμοκρασίας, ο ερευνητικός στόχος των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων SiC είναι κυρίως η απόκτηση ψηφιακού κυκλώματος υψηλής θερμοκρασίας για έξυπνο κύκλωμα ελέγχου ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ισχύος. Καθώς το ολοκληρωμένο κύκλωμα SiC για το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο είναι πολύ χαμηλό, επομένως η επίδραση του ελαττώματος των μικροσωληνίσκων θα μειωθεί σημαντικά, αυτό είναι το πρώτο κομμάτι μονολιθικού ολοκληρωμένου κυκλώματος λειτουργικού ενισχυτή SiC που επαληθεύτηκε, το πραγματικό τελικό προϊόν και η απόδοση που καθορίστηκε από την απόδοση είναι πολύ υψηλότερη από τα ελαττώματα των μικροσωληνίσκων, επομένως, με βάση το μοντέλο απόδοσης SiC και το υλικό Si και CaAs είναι προφανώς διαφορετικό. Το τσιπ βασίζεται στην τεχνολογία εξάντλησης NMOSFET. Ο κύριος λόγος είναι ότι η αποτελεσματική κινητικότητα φορέων των MOSFET SiC αντίστροφου καναλιού είναι πολύ χαμηλή. Προκειμένου να βελτιωθεί η κινητικότητα της επιφάνειας του Sic, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί και να βελτιστοποιηθεί η διαδικασία θερμικής οξείδωσης του Sic.
Το Πανεπιστήμιο Purdue έχει κάνει πολλή δουλειά σε ολοκληρωμένα κυκλώματα SiC. Το 1992, το εργοστάσιο αναπτύχθηκε με επιτυχία με βάση μονολιθικό ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα NMOSFET αντίστροφου καναλιού 6H-SIC. Το τσιπ περιέχει κυκλώματα "not gate", "not gate", "on" ή "gate", "binary counter" και "half adder" και μπορεί να λειτουργήσει σωστά σε εύρος θερμοκρασίας από 25°C έως 300°C. Το 1995, κατασκευάστηκε το πρώτο επίπεδο MESFET SiC Ics χρησιμοποιώντας τεχνολογία απομόνωσης με έγχυση βαναδίου. Ελέγχοντας με ακρίβεια την ποσότητα του εγχυόμενου βαναδίου, μπορεί να ληφθεί ένα μονωτικό SiC.
Στα ψηφιακά λογικά κυκλώματα, τα κυκλώματα CMOS είναι πιο ελκυστικά από τα κυκλώματα NMOS. Τον Σεπτέμβριο του 1996, κατασκευάστηκε το πρώτο ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα CMOS 6H-SIC. Η συσκευή χρησιμοποιεί εγχυμένο στρώμα οξειδίου τάξης Ν και εναπόθεσης, αλλά λόγω άλλων προβλημάτων της διεργασίας, η τάση κατωφλίου των PMOSFET του τσιπ είναι πολύ υψηλή. Τον Μάρτιο του 1997, κατά την κατασκευή του κυκλώματος CMOS SiC δεύτερης γενιάς, υιοθετήθηκε η τεχνολογία έγχυσης παγίδας P και στρώματος οξειδίου θερμικής ανάπτυξης. Η τάση κατωφλίου των PMOSEFT που επιτυγχάνεται με βελτίωση της διεργασίας είναι περίπου -4,5V. Όλα τα κυκλώματα στο τσιπ λειτουργούν καλά σε θερμοκρασία δωματίου έως 300°C και τροφοδοτούνται από μία μόνο τροφοδοσία ρεύματος, η οποία μπορεί να κυμαίνεται από 5 έως 15V.
Με τη βελτίωση της ποιότητας των πλακιδίων υποστρώματος, θα κατασκευαστούν πιο λειτουργικά και υψηλότερης απόδοσης ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ωστόσο, όταν τα προβλήματα υλικού και διεργασίας SiC λυθούν ουσιαστικά, η αξιοπιστία της συσκευής και της συσκευασίας θα γίνει ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων SiC υψηλής θερμοκρασίας.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Αυγούστου 2022