SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క పరిశోధన స్థితి

అధిక వోల్టేజ్, అధిక పవర్, అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలను లక్ష్యంగా చేసుకునే S1C డిస్క్రీట్ పరికరాలకు భిన్నంగా, SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క పరిశోధన లక్ష్యం ప్రధానంగా ఇంటెలిజెంట్ పవర్ ICల నియంత్రణ సర్క్యూట్ కోసం అధిక ఉష్ణోగ్రత డిజిటల్ సర్క్యూట్‌ను పొందడం. SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లో అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, మైక్రోట్యూబ్యూల్స్ లోపం యొక్క ప్రభావం బాగా తగ్గుతుంది. ధృవీకరించబడిన మొట్టమొదటి మోనోలిథిక్ SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ చిప్ ఇదే. వాస్తవంగా తయారైన ఉత్పత్తి యొక్క దిగుబడి, మైక్రోట్యూబ్యూల్స్ లోపాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంది. అందువల్ల, SiC దిగుబడి నమూనా మరియు Si, CaAs పదార్థాల మధ్య స్పష్టమైన తేడా ఉంది. ఈ చిప్ డిప్లీషన్ NMOSFET టెక్నాలజీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దీనికి ప్రధాన కారణం రివర్స్ ఛానల్ SiC MOSFETల యొక్క ప్రభావవంతమైన క్యారియర్ మొబిలిటీ చాలా తక్కువగా ఉండటం. SiC యొక్క ఉపరితల మొబిలిటీని మెరుగుపరచడానికి, SiC యొక్క థర్మల్ ఆక్సీకరణ ప్రక్రియను మెరుగుపరచడం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం.

పర్డ్యూ విశ్వవిద్యాలయం SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లపై చాలా కృషి చేసింది. 1992లో, రివర్స్ ఛానల్ 6H-SiC NMOSFETల ఆధారంగా ఒక మోనోలిథిక్ డిజిటల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశారు. ఈ చిప్‌లో నాట్ గేట్, ఆర్ గేట్, బైనరీ కౌంటర్, మరియు హాఫ్ యాడర్ సర్క్యూట్లు ఉంటాయి మరియు ఇది 25°C నుండి 300°C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో సరిగ్గా పనిచేయగలదు. 1995లో, వెనేడియం ఇంజెక్షన్ ఐసోలేషన్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి మొదటి SiC ప్లేన్ MESFET ICలను తయారు చేశారు. ఇంజెక్ట్ చేయబడిన వెనేడియం పరిమాణాన్ని కచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా, ఒక ఇన్సులేటింగ్ SiCని పొందవచ్చు.

డిజిటల్ లాజిక్ సర్క్యూట్లలో, NMOS సర్క్యూట్ల కంటే CMOS సర్క్యూట్లు ఎక్కువ ఆకర్షణీయంగా ఉంటాయి. 1996 సెప్టెంబర్‌లో, మొట్టమొదటి 6H-SiC CMOS డిజిటల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారు చేయబడింది. ఈ పరికరం ఇంజెక్ట్ చేయబడిన N-ఆర్డర్ మరియు డిపోజిషన్ ఆక్సైడ్ పొరను ఉపయోగిస్తుంది, కానీ ఇతర ప్రాసెస్ సమస్యల కారణంగా, చిప్ PMOSFETల థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ చాలా ఎక్కువగా ఉంది. 1997 మార్చిలో రెండవ తరం SiC CMOS సర్క్యూట్‌ను తయారు చేస్తున్నప్పుడు, P ట్రాప్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయడం మరియు థర్మల్ గ్రోత్ ఆక్సైడ్ పొరను పెంచే సాంకేతికతను అవలంబించారు. ప్రాసెస్ మెరుగుదల ద్వారా పొందిన PMOSFETల థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ సుమారుగా -4.5Vగా ఉంది. చిప్‌లోని అన్ని సర్క్యూట్లు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 300°C వరకు బాగా పనిచేస్తాయి మరియు వీటికి 5 నుండి 15V వరకు ఉండే ఒకే పవర్ సప్లై ద్వారా శక్తిని అందిస్తారు.

సబ్‌స్ట్రేట్ వేఫర్ నాణ్యత మెరుగుపడటంతో, మరింత క్రియాత్మకమైన మరియు అధిక దిగుబడినిచ్చే ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు తయారు చేయబడతాయి. అయితే, SiC పదార్థం మరియు తయారీ ప్రక్రియ సమస్యలు ప్రాథమికంగా పరిష్కరించబడినప్పుడు, అధిక-ఉష్ణోగ్రత SiC ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల పనితీరును ప్రభావితం చేసే ప్రధాన అంశంగా డివైస్ మరియు ప్యాకేజీ యొక్క విశ్వసనీయత మారుతుంది.