9 月 3 日消息，近日 “南京發(fā)布” 官方發(fā)布博文，引起廣泛關(guān)注。報道稱國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）歷經(jīng) 4 年自主研發(fā)，成功攻克溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片制造關(guān)鍵技術(shù)，這一突破打破了平面型碳化硅 MOSFET 芯片性能的 “天花板”，實現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域的首次重大突破。
碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的主要代表之一，具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高電子飽和遷移速率和高導(dǎo)熱率等諸多優(yōu)良特性。
在碳化硅 MOS 領(lǐng)域，主要有平面結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)兩種類型。目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用主要以平面型碳化硅 MOSFET 芯片為主。平面SiC MOS 結(jié)構(gòu)的特點在于工藝相對簡單，元胞一致性較好，雪崩能量比較高；然而其缺點也較為明顯，當(dāng)電流被限制在靠近 P 體區(qū)域的狹窄 N 區(qū)中流過時，會產(chǎn)生 JFET 效應(yīng)，增加通態(tài)電阻，同時寄生電容較大。
與之相比，溝槽型結(jié)構(gòu)是將柵極埋入基體中，形成垂直溝道。其特點是可以增加元胞密度，沒有 JFET 效應(yīng)，溝道晶面可實現(xiàn)最好的溝道遷移率，導(dǎo)通電阻比平面結(jié)構(gòu)明顯降低；但缺點是由于要開溝槽，工藝更加復(fù)雜，且元胞的一致性較差，雪崩能量比較低。
盡管溝槽柵結(jié)構(gòu)的設(shè)計比平面柵結(jié)構(gòu)具有明顯的性能優(yōu)勢，可實現(xiàn)更低的導(dǎo)通損耗、更好的開關(guān)性能、更高的晶圓密度，從而大大降低芯片使用成本，但一直以來受限于制造工藝，溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片產(chǎn)品遲遲未能問世和應(yīng)用。
國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）技術(shù)總監(jiān)黃潤華介紹道：“關(guān)鍵就在工藝上。” 碳化硅材料硬度非常高，改平面為溝槽，就意味著要在材料上 “挖坑”，且不能 “挖” 得 “坑坑洼洼”。在制備過程中，刻蝕工藝的刻蝕精度、刻蝕損傷以及刻蝕表面殘留物均對碳化硅器件的研制和性能有致命的影響。
國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）組織核心研發(fā)團隊和全線配合團隊，歷時 4 年，不斷嘗試新工藝，最終建立全新工藝流程，突破了 “挖坑” 難、穩(wěn)、準(zhǔn)等難點，成功制造出溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片。該芯片較平面型提升導(dǎo)通性能 30% 左右。目前中心正在進行溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片產(chǎn)品開發(fā)，推出溝槽型的碳化硅功率器件，預(yù)計一年內(nèi)可在新能源汽車電驅(qū)動、智能電網(wǎng)、光伏儲能等領(lǐng)域投入應(yīng)用。
億配芯城（ICgoodFind）認為，國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）在溝槽型碳化硅 MOSFET 芯片制造關(guān)鍵技術(shù)上的突破，為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。這一創(chuàng)新成果將有望在多個重要領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，推動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級和發(fā)展。億配芯城（ICgoodFind）將持續(xù)關(guān)注半導(dǎo)體技術(shù)的進步，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的芯片產(chǎn)品和服務(wù)，共同助力我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮。
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碳化硅
