Contrairement aux composants discrets S1C qui recherchent des caractéristiques haute tension, puissance, fréquence et température élevées, l'objectif de recherche des circuits intégrés SiC est principalement d'obtenir des circuits numériques haute température pour les circuits de commande de circuits intégrés de puissance intelligents. Le champ électrique interne des circuits intégrés SiC étant très faible, l'influence des défauts des microtubules est considérablement réduite. Il s'agit de la première puce d'amplificateur opérationnel intégré monolithique en SiC à avoir été testée. Le produit fini, déterminé par le rendement, est bien supérieur aux défauts des microtubules. Par conséquent, le modèle de rendement du SiC et les matériaux Si et CaAs présentent des différences évidentes. La puce utilise la technologie NMOSFET à déplétion. La principale raison est la faible mobilité effective des porteurs des MOSFET SiC à canal inverse. Afin d'améliorer la mobilité de surface du SiC, il est nécessaire d'améliorer et d'optimiser son processus d'oxydation thermique.
L'Université Purdue a beaucoup travaillé sur les circuits intégrés SiC. En 1992, l'usine a développé avec succès un circuit intégré numérique monolithique NMOSFET 6H-SIC à canal inverse. La puce contient des circuits sans grille, sans grille, avec grille, un compteur binaire et un demi-additionneur, et peut fonctionner correctement dans une plage de températures comprise entre 25 °C et 300 °C. En 1995, le premier circuit intégré MESFET plan SiC a été fabriqué grâce à la technologie d'isolation par injection de vanadium. Un contrôle précis de la quantité de vanadium injectée permet d'obtenir un SiC isolant.
Dans les circuits logiques numériques, les circuits CMOS sont plus attractifs que les circuits NMOS. En septembre 1996, le premier circuit intégré numérique CMOS 6H-SIC a été fabriqué. Ce dispositif utilise une couche d'oxyde d'ordre N injectée et déposée, mais en raison d'autres problèmes de procédé, la tension de seuil des PMOSFET de la puce est trop élevée. En mars 1997, lors de la fabrication du circuit CMOS SiC de deuxième génération, la technologie d'injection de piège à P et de couche d'oxyde à croissance thermique a été adoptée. La tension de seuil des PMOSEFT, obtenue grâce à l'amélioration du procédé, est d'environ -4,5 V. Tous les circuits de la puce fonctionnent parfaitement à température ambiante jusqu'à 300 °C et sont alimentés par une seule alimentation, dont la tension peut varier de 5 à 15 V.
Avec l'amélioration de la qualité des substrats, des circuits intégrés plus fonctionnels et plus performants seront produits. Cependant, une fois les problèmes de matériau et de procédé SiC résolus, la fiabilité du dispositif et du boîtier deviendra le principal facteur affectant les performances des circuits intégrés SiC haute température.
Date de publication : 23 août 2022