בשונה מהתקנים בדידים S1C אשר שואפים למאפייני מתח גבוה, הספק גבוה, תדר גבוה וטמפרטורה גבוהה, מטרת המחקר של מעגל משולב SiC היא בעיקר להשיג מעגל דיגיטלי בטמפרטורה גבוהה עבור מעגל בקרה של מעגלים משולבים חכמים להספק. מכיוון שמעגל משולב SiC עבור שדה חשמלי פנימי נמוך מאוד, כך שהשפעת הפגם במיקרוטובולים תפחת במידה ניכרת. זהו הרכיב הראשון של שבב מגבר תפעולי משולב SiC מונוליטי שאומתה. התוצר הסופי בפועל ונקבע כי התפוקה גבוהה בהרבה מפגמי המיקרוטובולים. לכן, בהתבסס על מודל תפוקת SiC, חומרי Si ו-CaAs שונים באופן ברור. השבב מבוסס על טכנולוגיית NMOSFET דלדול. הסיבה העיקרית לכך היא שניידות הנושא האפקטיבית של רכיבי MOSFET SiC בעלי ערוץ הפוך נמוכה מדי. על מנת לשפר את ניידות פני השטח של ה-SiC, יש צורך לשפר ולמטב את תהליך החמצון התרמי של ה-Si.
אוניברסיטת פרדו עשתה עבודה רבה על מעגלים משולבים של SiC. בשנת 1992 פותח המפעל בהצלחה על בסיס מעגל משולב דיגיטלי מונוליטי 6H-SIC NMOSFETs בעל ערוץ הפוך. השבב מכיל מעגלים מסוג "לא שער", "לא שער", "על" או "שער", מונה בינארי ומעגל חצי-חיבור, ויכול לפעול כראוי בטווח טמפרטורות של 25°C עד 300°C. בשנת 1995 יוצרו מעגלי ה-MESFET הראשונים מסוג SiC בטכנולוגיית בידוד הזרקת ונדיום. על ידי שליטה מדויקת בכמות הונדיום המוזרקת, ניתן להשיג SiC מבודד.
במעגלי לוגיקה דיגיטליים, מעגלי CMOS אטרקטיביים יותר ממעגלי NMOS. בספטמבר 1996 יוצר המעגל המשולב הדיגיטלי הראשון מסוג CMOS 6H-SIC. ההתקן משתמש בשכבת תחמוצת מסדר N מוזרקת ובהפקדת שקיעת קרקע, אך עקב בעיות תהליך אחרות, מתח הסף של ה-PMOSFETs בשבב גבוה מדי. במרץ 1997, בעת ייצור מעגל ה-CMOS SiC מהדור השני, אומצה טכנולוגיית הזרקת מלכודת P ושכבת תחמוצת צמיחה תרמית. מתח הסף של ה-PMOSEFTs המתקבל על ידי שיפור התהליך הוא כ-4.5V-. כל המעגלים בשבב פועלים היטב בטמפרטורת החדר עד 300°C ומונעים על ידי ספק כוח יחיד, שיכול להיות בין 5 ל-15V.
עם שיפור איכות פרוסות ה-Substraat, ייוצרו מעגלים משולבים פונקציונליים יותר ובעלי תפוקה גבוהה יותר. עם זאת, כאשר בעיות החומר והתהליך של SiC ייפתרו באופן מהותי, אמינות ההתקן והמארז תהפוך לגורם העיקרי המשפיע על ביצועי מעגלים משולבים של SiC בטמפרטורה גבוהה.
זמן פרסום: 23 באוגוסט 2022