SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിന്റെ ഗവേഷണ നില

ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനില സവിശേഷതകൾ എന്നിവ പിന്തുടരുന്ന S1C ഡിസ്ക്രീറ്റ് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിന്റെ ഗവേഷണ ലക്ഷ്യം പ്രധാനമായും ഇന്റലിജന്റ് പവർ ഐസി കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടിനായി ഉയർന്ന താപനില ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ട് നേടുക എന്നതാണ്. ആന്തരിക വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിനായുള്ള SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് വളരെ കുറവായതിനാൽ, മൈക്രോട്യൂബ്യൂളുകളുടെ വൈകല്യത്തിന്റെ സ്വാധീനം വളരെയധികം കുറയും, ഇത് മോണോലിത്തിക് SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഓപ്പറേഷണൽ ആംപ്ലിഫയർ ചിപ്പിന്റെ ആദ്യ ഭാഗമാണ്, ഇത് പരിശോധിച്ചുറപ്പിച്ചു, യഥാർത്ഥ പൂർത്തിയായ ഉൽപ്പന്നവും വിളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നതും മൈക്രോട്യൂബ്യൂളുകളുടെ വൈകല്യങ്ങളേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ, SiC വിളവ് മോഡലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതും Si, CaAs മെറ്റീരിയൽ എന്നിവ വ്യക്തമായും വ്യത്യസ്തമാണ്. ചിപ്പ് ഡിപ്ലിഷൻ NMOSFET സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. പ്രധാന കാരണം, റിവേഴ്സ് ചാനൽ SiC MOSFET-കളുടെ ഫലപ്രദമായ കാരിയർ മൊബിലിറ്റി വളരെ കുറവാണ് എന്നതാണ്. Sic-ന്റെ ഉപരിതല മൊബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, Sic-ന്റെ താപ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

പർഡ്യൂ സർവകലാശാല SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ ധാരാളം പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. 1992-ൽ, റിവേഴ്സ് ചാനൽ 6H-SIC NMOSFET-കളുടെ മോണോലിത്തിക് ഡിജിറ്റൽ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഫാക്ടറി വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ചിപ്പിൽ ഗേറ്റ്, അല്ലെങ്കിൽ ഗേറ്റ് അല്ല, ഓൺ അല്ലെങ്കിൽ ഗേറ്റ്, ബൈനറി കൗണ്ടർ, ഹാഫ് ആഡർ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ 25°C മുതൽ 300°C വരെയുള്ള താപനില പരിധിയിൽ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. 1995-ൽ, വനേഡിയം ഇഞ്ചക്ഷൻ ഐസൊലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യത്തെ SiC പ്ലെയിൻ MESFET Ics നിർമ്മിച്ചു. വനേഡിയത്തിന്റെ അളവ് കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് SiC ലഭിക്കും.

ഡിജിറ്റൽ ലോജിക് സർക്യൂട്ടുകളിൽ, CMOS സർക്യൂട്ടുകൾ NMOS സർക്യൂട്ടുകളേക്കാൾ ആകർഷകമാണ്. 1996 സെപ്റ്റംബറിൽ, ആദ്യത്തെ 6H-SIC CMOS ഡിജിറ്റൽ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിച്ചു. ഉപകരണം ഇൻജക്റ്റഡ് N-ഓർഡറും ഡിപ്പോസിഷൻ ഓക്സൈഡ് പാളിയും ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ മറ്റ് പ്രക്രിയ പ്രശ്നങ്ങൾ കാരണം, ചിപ്പ് PMOSFET കളുടെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് വളരെ കൂടുതലാണ്. 1997 മാർച്ചിൽ രണ്ടാം തലമുറ SiC CMOS സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ. P ട്രാപ്പും താപ വളർച്ചാ ഓക്സൈഡ് പാളിയും കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിച്ചു. പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ വഴി ലഭിച്ച PMOSEFT കളുടെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് ഏകദേശം -4.5V ആണ്. ചിപ്പിലെ എല്ലാ സർക്യൂട്ടുകളും 300°C വരെയുള്ള മുറിയിലെ താപനിലയിൽ നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ 5 മുതൽ 15V വരെയാകാവുന്ന ഒരൊറ്റ പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വേഫറിന്റെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതോടെ, കൂടുതൽ പ്രവർത്തനക്ഷമവും ഉയർന്ന വിളവ് നൽകുന്നതുമായ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടും. എന്നിരുന്നാലും, SiC മെറ്റീരിയലും പ്രോസസ്സ് പ്രശ്നങ്ങളും അടിസ്ഥാനപരമായി പരിഹരിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള SiC ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകമായി ഉപകരണത്തിന്റെയും പാക്കേജിന്റെയും വിശ്വാസ്യത മാറും.