يختلف الهدف البحثي لدائرة SiC المتكاملة عن الأجهزة المنفصلة S1C التي تتبع خصائص الجهد العالي والطاقة العالية والتردد العالي ودرجة الحرارة المرتفعة، وهو الحصول بشكل أساسي على دائرة رقمية ذات درجة حرارة عالية لدائرة التحكم في دوائر الطاقة الذكية. نظرًا لأن الدائرة المتكاملة SiC للمجال الكهربائي الداخلي منخفضة جدًا، وبالتالي فإن تأثير عيب الأنابيب الدقيقة سيتضاءل بشكل كبير، هذه هي القطعة الأولى من شريحة مضخم التشغيل المتكاملة SiC المتجانسة التي تم التحقق منها، المنتج النهائي الفعلي والذي تم تحديده بواسطة العائد أعلى بكثير من عيوب الأنابيب الدقيقة، وبالتالي، بناءً على نموذج إنتاجية SiC ومواد Si وCaAs مختلفة بشكل واضح. تعتمد الشريحة على تقنية الاستنفاد NMOSFET. السبب الرئيسي هو أن حركة الناقل الفعالة لدوائر SiC MOSFET ذات القناة العكسية منخفضة جدًا. من أجل تحسين الحركة السطحية لـ Sic، من الضروري تحسين وتحسين عملية الأكسدة الحرارية لـ Sic.
قامت جامعة بوردو بالكثير من العمل على الدوائر المتكاملة SiC. في عام 1992، تم تطوير المصنع بنجاح استنادًا إلى الدائرة الرقمية المتكاملة المتجانسة ذات القناة العكسية 6H-SIC NMOSFET. تحتوي الشريحة على دوائر وليس بوابة، أو لا بوابة، أو على أو بوابة، أو عداد ثنائي، أو دوائر نصف مجمعة، ويمكن أن تعمل بشكل صحيح في نطاق درجة الحرارة من 25 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية. في عام 1995، تم تصنيع أول طائرة من كربيد السيليكون MESFET Ics باستخدام تقنية عزل حقن الفاناديوم. ومن خلال التحكم الدقيق في كمية الفاناديوم المحقونة، يمكن الحصول على SiC عازل.
في دوائر المنطق الرقمي، تكون دوائر CMOS أكثر جاذبية من دوائر NMOS. في سبتمبر 1996، تم تصنيع أول دائرة رقمية متكاملة 6H-SIC CMOS. يستخدم الجهاز طبقة أكسيد الترسيب والترتيب N المحقونة، ولكن نظرًا لمشاكل عملية أخرى، فإن جهد عتبة شريحة PMOSFET مرتفع جدًا. في مارس 1997 عند تصنيع دارة SiC CMOS من الجيل الثاني. يتم اعتماد تكنولوجيا حقن مصيدة P وطبقة أكسيد النمو الحراري. يبلغ جهد عتبة PMOSEFTs الذي تم الحصول عليه عن طريق تحسين العملية حوالي -4.5 فولت. تعمل جميع الدوائر الموجودة على الشريحة بشكل جيد في درجة حرارة الغرفة حتى 300 درجة مئوية ويتم تشغيلها بواسطة مصدر طاقة واحد، والذي يمكن أن يكون في أي مكان من 5 إلى 15 فولت.
مع تحسين جودة رقاقة الركيزة، سيتم تصنيع دوائر متكاملة أكثر وظيفية وذات إنتاجية أعلى. ومع ذلك، عندما يتم حل مشاكل المواد والعمليات الخاصة بـ SiC بشكل أساسي، ستصبح موثوقية الجهاز والحزمة العامل الرئيسي الذي يؤثر على أداء دوائر SiC المتكاملة ذات درجة الحرارة العالية.
وقت النشر: 23 أغسطس 2022