I motsetning til diskrete S1C-enheter som forfølger høyspennings-, høyeffekt-, høyfrekvens- og høytemperaturegenskaper, er forskningsmålet med SiC-integrerte kretser hovedsakelig å oppnå digitale kretser med høy temperatur for intelligente kraft-IC-kontrollkretser. Siden SiC-integrerte kretser har svært lavt indre elektrisk felt, vil påvirkningen av mikrotubuli-defekter avta betraktelig. Dette er den første verifiseringen av en monolittisk SiC-integrert operasjonsforsterkerbrikke. Det faktiske ferdige produktet, bestemt av utbyttet, er mye høyere enn mikrotubuli-defekter. Derfor er det åpenbart forskjellig fra SiC-utbyttemodellen og Si- og CaAs-materialet basert på SiC-utbyttemodellen. Brikken er basert på NMOSFET-teknologi med uttømming. Hovedårsaken er at den effektive bærermobiliteten til reverskanal SiC MOSFET-er er for lav. For å forbedre overflatemobiliteten til Sic er det nødvendig å forbedre og optimalisere den termiske oksidasjonsprosessen til Sic.
Purdue University har jobbet mye med integrerte SiC-kretser. I 1992 ble fabrikken utviklet med suksess basert på monolittiske digitale integrerte kretser med revers kanal 6H-SIC NMOSFET-er. Brikken inneholder kretser som enten «ikke-gate», «på» eller «gate», «binær teller» og «halvadder», og kan fungere skikkelig i temperaturområdet 25 °C til 300 °C. I 1995 ble de første SiC-plane MESFET-kretsene produsert ved hjelp av vanadiuminjeksjonsisoleringsteknologi. Ved å kontrollere mengden vanadium som injiseres nøyaktig, kan man oppnå isolerende SiC.
I digitale logikkkretser er CMOS-kretser mer attraktive enn NMOS-kretser. I september 1996 ble den første digitale integrerte 6H-SIC CMOS-kretsen produsert. Enheten bruker injisert N-ordens og avsetningsoksidlag, men på grunn av andre prosessproblemer er terskelspenningen til PMOSFET-brikken for høy. I mars 1997, da andre generasjons SiC CMOS-krets ble produsert, ble teknologien for injisering av P-felle og termisk vekstoksidlag tatt i bruk. Terskelspenningen til PMOSEFT-er oppnådd gjennom prosessforbedring er omtrent -4,5 V. Alle kretsene på brikken fungerer bra ved romtemperatur opptil 300 °C og drives av en enkelt strømforsyning, som kan være alt fra 5 til 15 V.
Med forbedringen av substratwaferkvaliteten vil det bli laget mer funksjonelle og integrerte kretser med høyere utbytte. Når imidlertid SiC-materiale- og prosessproblemene i utgangspunktet er løst, vil påliteligheten til enheten og pakken bli den viktigste faktoren som påvirker ytelsen til integrerte SiC-kretser med høy temperatur.
Publisert: 23. august 2022