برخلاف قطعات گسسته S1C که ویژگیهای ولتاژ بالا، توان بالا، فرکانس بالا و دمای بالا را دنبال میکنند، هدف تحقیقاتی مدار مجتمع SiC عمدتاً دستیابی به مدار دیجیتال دمای بالا برای مدار کنترل هوشمند آیسیهای قدرت است. از آنجایی که میدان الکتریکی داخلی مدار مجتمع SiC بسیار کم است، بنابراین تأثیر نقص میکروتوبولها تا حد زیادی کاهش مییابد، این اولین قطعه از تراشه تقویتکننده عملیاتی یکپارچه SiC است که تأیید شد. محصول نهایی واقعی و تعیینشده توسط بازده بسیار بالاتر از نقصهای میکروتوبولها است، بنابراین، بر اساس مدل بازده SiC و مواد Si و CaAs، آشکارا متفاوت است. این تراشه بر اساس فناوری NMOSFET تخلیه است. دلیل اصلی این است که تحرک حامل مؤثر MOSFETهای SiC کانال معکوس بسیار کم است. به منظور بهبود تحرک سطحی Sic، لازم است فرآیند اکسیداسیون حرارتی Sic بهبود و بهینهسازی شود.
دانشگاه پردو کارهای زیادی روی مدارهای مجتمع SiC انجام داده است. در سال ۱۹۹۲، این کارخانه با موفقیت بر اساس مدار مجتمع دیجیتال یکپارچه NMOSFET های کانال معکوس ۶H-SIC توسعه یافت. این تراشه شامل مدارهای and not gate، or not gate، on or gate، شمارنده دودویی و نیم جمع کننده است و میتواند در محدوده دمایی ۲۵ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد به درستی کار کند. در سال ۱۹۹۵، اولین Ics MESFET صفحه SiC با استفاده از فناوری جداسازی تزریق وانادیوم ساخته شد. با کنترل دقیق مقدار وانادیوم تزریق شده، میتوان SiC عایق به دست آورد.
در مدارهای منطقی دیجیتال، مدارهای CMOS جذابتر از مدارهای NMOS هستند. در سپتامبر ۱۹۹۶، اولین مدار مجتمع دیجیتال CMOS 6H-SIC تولید شد. این دستگاه از لایه اکسید تزریقی مرتبه N و رسوبی استفاده میکند، اما به دلیل سایر مشکلات فرآیند، ولتاژ آستانه PMOSFETهای تراشه بسیار بالا است. در مارس ۱۹۹۷، هنگام تولید مدار CMOS نسل دوم SiC، از فناوری تزریق تله P و لایه اکسید رشد حرارتی استفاده شد. ولتاژ آستانه PMOSEFTهای حاصل از بهبود فرآیند حدود -۴.۵ ولت است. تمام مدارهای روی تراشه در دمای اتاق تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد به خوبی کار میکنند و توسط یک منبع تغذیه واحد تغذیه میشوند که میتواند از ۵ تا ۱۵ ولت باشد.
با بهبود کیفیت ویفر زیرلایه، مدارهای مجتمع کاربردیتر و با بازده بالاتر ساخته خواهند شد. با این حال، هنگامی که مشکلات مربوط به مواد و فرآیند SiC اساساً حل شوند، قابلیت اطمینان دستگاه و بستهبندی به عامل اصلی مؤثر بر عملکرد مدارهای مجتمع SiC با دمای بالا تبدیل خواهد شد.
زمان ارسال: ۲۳ آگوست ۲۰۲۲