国际上首次提出:一种新型6英寸单晶SiC复合衬底

DT半导体材料 2024-12-23 17:31

近日,微电子所高频高压中心刘新宇研究员团队与青禾晶元公司、南京电子器件研究所等团队合作,基于新型6英寸SiC复合衬底成功实现高性能低成本1200V SiC MOSFET。

当前,碳化硅(SiC)晶圆行业正持续扩大产能以满足不断增长的市场需求。但可用于MOSFET制造的无缺陷衬底(即“高质量”衬底)的成品率通常仅为40%-60%。在6-8英寸SiC的生长和提纯过程中,自然会产生低等级衬底(即“低质量”衬底)。在目前的工业生产中,这些衬底通常被作为陪片甚至废料处理,导致高质量SiC衬底的生产成本很高,通常占最终MOSFET器件成本的50%以上。此外,SiC衬底的制造过程耗能较高,导致较高的碳排放。

   国际上首次提出

为应对这一挑战,微电子所与合作单位在国际上首次提出了一种新型6英寸单晶SiC复合衬底,通过表面活化键合技术和离子注入剥离技术,将高质量SiC薄层键合转移到低质量单晶SiC衬底上,实现了低质量单晶SiC衬底有效使用,每个高质量SiC晶圆可重复使用超过30次(即每个高质量晶圆可以产生超过30个薄层),预计成本降低40%。

该复合衬底表现出与高质量衬底相当的缺陷密度,界面热阻低至2.8+1.4/-0.7 m²K/GW,且键合界面处电场强度很小。此界面热阻是目前国际上报道的SiC与其他材料(如SiC、GaN和Ga2O3)键合界面中最低值。在该衬底上生长的6英寸SiC外延层实现了高达99.2%的无致命缺陷良率。基于此6英寸外延层制造的1200V、20mΩ的SiC MOSFET器件展示了超过70%的良率(在IDSS<2µA,在1200V条件下测试),其性能和可靠性可同最先进的商用器件相媲美。电路鲁棒性测试显示,在超过250A、持续10ms的浪涌电流下,键合界面没有出现退化现象。该成果是首次报道基于SiC复合衬底的晶圆级器件数据及高电流鲁棒性。结果表明,这项新的衬底技术具有巨大的潜力,为更加经济和可持续的SiC功率电子器件提供了重要的发展方向。

基于该研究成果的论文“Cost-Effective 1200 V SiC MOSFETs on a Novel 150 mm SiC Engineered Substrate with Dummy Grade Material Reuse”,于12月10日以口头报告形式发表在第70届国际电子器件大会上(IEDM 2024)。微电子所王鑫华研究员为第一作者,微电子所刘新宇研究员、青禾晶元公司母凤文研究员、弗吉尼亚理工大学(现香港大学)张宇昊教授为论文共同通讯作者。

图1. 6英寸SiC-SiC键合制造过程的主要步骤

图2. 在6英寸工程衬底和外延层上制造的SiC MOSFET沟道区域的横截面高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像

图3 在VGS= -4V和在VDS=1200V条件下的6英寸晶圆上制作的器件的IGSS分布图

(绿色为通过,图a良率为90%,图b良率为70%)

图4 浪涌电路测试图。(a) 为电路原理图,(b) 为理想波形,(c) 为浪涌电流测试装置照片,(d) 为被测件在不同浪涌电流水平下的电流和电压波形,(e) 失效被测件的引脚间电阻


免责声明 | 部分素材源自中国科学院微电子研究所及网络公开信息,版权归原作者所有。本平台发布仅为了传达一种不同观点,不代表对该观点赞同或支持。如涉侵权,请联系我们处理。

DT半导体材料 聚焦于半导体材料行业的最新动态
评论
  • 汽车驾驶员监控系统又称DMS,是一种集中在车辆中的技术,用于实时跟踪和评估驾驶员状态及驾驶行为。随着汽车产业智能化转型,整合AI技术的DMS逐渐成为主流,AI模型通过大量数据进行持续训练,使得驾驶监控更加高效和精准。 驾驶员监测系统主要通过传感器、摄像头收集驾驶员的面部图像,定位头部姿势、人脸特征及行为特征,并通过各种异常驾驶行为检测模型运算来识别驾驶员的当前状态。如果出现任何异常驾驶行为(如疲劳,分心,抽烟,接打电话,无安全带等),将发出声音及视觉警报。此外,驾驶员的行为数据会被记录
    启扬ARM嵌入式 2024-12-20 09:14 107浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是用于电气隔离和信号传输的多功能组件。其应用之一是测量电路中的电压。本文介绍了如何利用光耦合器进行电压测量,阐明了其操作和实际用途。使用光耦合器进行电压测量的工作原理使用光耦合器进行电压测量依赖于其在通过光传输信号的同时隔离输入和输出电路的能力。该过程包括:连接到电压源光耦合器连接在电压源上。输入电压施加到光耦合器的LED,LED发出的光与施加的电压成比例。光电二极管响应LED发出的光由输出侧的光电二极管或光电晶体管检测。随着LED亮度的变化,光电二极管的电阻相应减小,
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:31 136浏览
  • 百佳泰特为您整理2024年12月各大Logo的最新规格信息。——————————USB▶ 百佳泰获授权进行 USB Active Cable 认证。▶ 所有符合 USB PD 3.2 标准的产品都有资格获得USB-IF 认证——————————Bluetooth®▶ Remote UPF Testing针对所有低功耗音频(LE Audio)和网格(Mesh)规范的远程互操作性测试已开放,蓝牙会员可使用该测试,这是随时测试产品的又一绝佳途径。——————————PCI Express▶ 2025年
    百佳泰测试实验室 2024-12-20 10:33 145浏览
  • ALINX 正式发布 AMD Virtex UltraScale+ 系列 FPGA PCIe 3.0 综合开发平台 AXVU13P!这款搭载 AMD 16nm 工艺 XCVU13P 芯片的高性能开发验证平台,凭借卓越的计算能力和灵活的扩展性,专为应对复杂应用场景和高带宽需求而设计,助力技术开发者加速产品创新与部署。随着 5G、人工智能和高性能计算等领域的迅猛发展,各行业对计算能力、灵活性和高速数据传输的需求持续攀升。FPGA 凭借其高度可编程性和实时并行处理能力,已成为解决行业痛点的关
    ALINX 2024-12-20 17:44 132浏览
  • 光耦固态继电器(SSR)作为现代电子控制系统中不可或缺的关键组件,正逐步取代传统机械继电器。通过利用光耦合技术,SSR不仅能够提供更高的可靠性,还能适应更加复杂和严苛的应用环境。在本文中,我们将深入探讨光耦固态继电器的工作原理、优势、挑战以及未来发展趋势。光耦固态继电器:如何工作并打破传统继电器的局限?光耦固态继电器通过光电隔离技术,实现输入信号与负载之间的电气隔离。其工作原理包括三个关键步骤:光激活:LED接收输入电流并发出与其成比例的光信号。光传输:光电传感器(如光电二极管或光电晶体管)接收
    腾恩科技-彭工 2024-12-20 16:30 105浏览
  • 随着工业自动化和智能化的发展,电机控制系统正向更高精度、更快响应和更高稳定性的方向发展。高速光耦作为一种电气隔离与信号传输的核心器件,在现代电机控制中扮演着至关重要的角色。本文将详细介绍高速光耦在电机控制中的应用优势及其在实际工控系统中的重要性。高速光耦的基本原理及优势高速光耦是一种光电耦合器件,通过光信号传递电信号,实现输入输出端的电气隔离。这种隔离可以有效保护电路免受高压、电流浪涌等干扰。相比传统的光耦,高速光耦具备更快的响应速度,通常可以达到几百纳秒到几微秒级别的传输延迟。电气隔离:高速光
    晶台光耦 2024-12-20 10:18 181浏览
  • Supernode与艾迈斯欧司朗携手,通过Belago红外LED实现精准扫地机器人避障;得益于Belago出色的红外补光功能,使扫地机器人能够大大提升其识别物体的能力,实现精准避障;Belago点阵照明器采用迷你封装,兼容标准无铅回流工艺,适用于各种3D传感平台,包括移动设备、物联网设备和机器人。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(瑞士证券交易所股票代码:AMS)近日宣布,与国内领先的多行业三维视觉方案提供商超节点创新科技(Supernode)双方联合推出采用艾迈斯欧司朗先进Belago红
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 18:55 138浏览
  • //```c #include "..\..\comm\AI8051U.h"  // 包含头文件,定义了硬件寄存器和常量 #include "stdio.h"              // 标准输入输出库 #include "intrins.h"         &n
    丙丁先生 2024-12-20 10:18 98浏览
  • 汽车行业的变革正愈演愈烈,由交通工具到“第三生活空间”。业内逐渐凝聚共识:汽车的下半场在于智能化。而智能化的核心在于集成先进的传感器,以实现高等级的智能驾驶乃至自动驾驶,以及更个性、舒适、交互体验更优的智能座舱。毕马威中国《聚焦电动化下半场 智能座舱白皮书》数据指出,2026年中国智能座舱市场规模将达到2127亿元,5年复合增长率超过17%。2022年到2026年,智能座舱渗透率将从59%上升至82%。近日,在SENSOR CHINA与琻捷电子联合举办的“汽车传感系列交流会-智能传感专场”上,艾
    艾迈斯欧司朗 2024-12-20 19:45 181浏览
  • 耳机虽看似一个简单的设备,但不仅只是听音乐功能,它已经成为日常生活和专业领域中不可或缺的一部分。从个人娱乐到专业录音,再到公共和私人通讯,耳机的使用无处不在。使用高质量的耳机不仅可以提供优良的声音体验,还能在长时间使用中保护使用者听力健康。耳机产品的质量,除了验证产品是否符合法规标准,也能透过全面性的测试和认证过程,确保耳机在各方面:从音质到耐用性,再到用户舒适度,都能达到或超越行业标准。这不仅保护了消费者的投资,也提升了该公司在整个行业的产品质量和信誉!客户面临到的各种困难一家耳机制造商想要透
    百佳泰测试实验室 2024-12-20 10:37 233浏览
  • 国产数字隔离器已成为现代电子产品中的关键部件,以增强的性能和可靠性取代了传统的光耦合器。这些隔离器广泛应用于医疗设备、汽车电子、工业自动化和其他需要强大信号隔离的领域。准确测试这些设备是确保其质量和性能的基本步骤。如何测试数字隔离器测试数字隔离器需要精度和正确的工具集来评估其在各种条件下的功能和性能。以下设备对于这项任务至关重要:示波器:用于可视化信号波形并测量时序特性,如传播延迟、上升时间和下降时间。允许验证输入输出信号的完整性。频谱分析仪:测量电磁干扰(EMI)和其他频域特性。有助于识别信号
    克里雅半导体科技 2024-12-20 16:35 110浏览
  • 在强调可移植性(portable)的年代,人称「二合一笔电」的平板笔电便成为许多消费者趋之若鹜的3C产品。说到平板笔电,不论是其双向连接设计,面板与键盘底座可分离的独特功能,再加上兼具笔电模式、平板模式、翻转模式及帐篷模式等多种使用方式,让使用者在不同的使用情境下都能随意调整,轻巧灵活的便利性也为多数消费者提供了绝佳的使用体验。然而也正是这样的独特设计,潜藏着传统笔电供货商在产品设计上容易忽视的潜在风险。平板笔电Surface Pro 7+ 的各种使用模式。图片出处:Microsoft Comm
    百佳泰测试实验室 2024-12-19 17:40 220浏览
  •         在上文中,我们介绍了IEEE 802.3cz[1]协议提出背景,旨在定义一套光纤以太网在车载领域的应用标准,并介绍了XMII以及PCS子层的相关机制,在本篇中,将围绕IEEE 802.3cz-MultiGBASE-AU物理层的两个可选功能进行介绍。EEE功能        节能以太网(Energy-Efficient Ethernet)是用于在网络空闲时降低设备功耗的功能,在802.3cz的定义中,链
    经纬恒润 2024-12-19 18:47 94浏览
  •         不卖关子先说感受,真本书真是相见恨晚啊。字面意思,见到太晚了,我刚毕业或者刚做电子行业就应该接触到这本书的。我自己跌跌撞撞那么多年走了多少弯路,掉过多少坑,都是血泪史啊,要是提前能看到这本书很多弯路很多坑都是可以避免的,可惜这本书是今年出的,羡慕现在的年轻人能有这么丰富完善的资料可以学习,想当年我纯靠百度和论坛搜索、求助啊,连个正经师傅都没有,从软件安装到一步一布操作纯靠自己瞎摸索,然后就是搜索各种教程视频,说出来都是泪啊。  &
    DrouSherry 2024-12-19 20:00 140浏览
  •                                                窗        外       年底将近,空气变得格外寒冷,估计这会儿北方已经是千里
    广州铁金刚 2024-12-23 11:49 78浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦