Toisin kuin erilliset S1C-laitteet, jotka pyrkivät korkean jännitteen, suuren tehon, korkean taajuuden ja korkean lämpötilan ominaisuuksiin, SiC-integroidun piirin tutkimustavoitteena on pääasiassa saada korkean lämpötilan digitaalinen piiri älykkäitä teho-IC-ohjauspiirejä varten. Koska piikarbidin integroitu piiri sisäiseen sähkökenttään on hyvin alhainen, joten mikrotubulusten vian vaikutus vähenee huomattavasti, tämä on ensimmäinen monoliittisen piikarbidin integroidun operaatiovahvistimen siru, joka varmistettiin, todellinen lopputuote ja tuoton perusteella määritetty on paljon suurempi. kuin mikrotubulusten vikoja, joten SiC-saantomallin ja Si- ja CaAs-materiaalin perusteella on selvästi erilainen. Siru perustuu depletion NMOSFET -tekniikkaan. Pääsyynä on se, että paluukanavan SiC MOSFET:ien tehokas kantoaallon liikkuvuus on liian alhainen. Sicin pinnan liikkuvuuden parantamiseksi on tarpeen parantaa ja optimoida Sicin lämpöhapetusprosessia.
Purduen yliopisto on tehnyt paljon työtä SiC-integroitujen piirien parissa. Vuonna 1992 tehdas kehitettiin menestyksekkäästi perustuen paluukanavan 6H-SIC NMOSFETs monoliittiseen digitaaliseen integroituun piiriin. Siru ei sisällä porttia tai porttia, on tai porttia, binäärilaskuria ja puolisummainta, ja se voi toimia oikein lämpötila-alueella 25 °C - 300 °C. Vuonna 1995 valmistettiin ensimmäinen SiC-taso MESFET Ics käyttämällä vanadiiniruiskutuseristystekniikkaa. Säätämällä tarkasti ruiskutetun vanadiinin määrää voidaan saada eristävä piikarbidi.
Digitaalisissa logiikkapiireissä CMOS-piirit ovat houkuttelevampia kuin NMOS-piirit. Syyskuussa 1996 valmistettiin ensimmäinen 6H-SIC CMOS digitaalinen integroitu piiri. Laite käyttää ruiskutettua N-kertaluokkaa ja pinnoitusoksidikerrosta, mutta muiden prosessiongelmien vuoksi sirun PMOSFET-kynnysjännite on liian korkea. Maaliskuussa 1997, kun valmistettiin toisen sukupolven SiC CMOS -piiriä. P-loukun ja termisen kasvun oksidikerroksen ruiskutustekniikka on otettu käyttöön. Prosessin parannuksella saatu PMOSEFT-kynnysjännite on noin -4,5 V. Kaikki sirun piirit toimivat hyvin huoneenlämmössä 300°C asti ja saavat virtaa yhdestä virtalähteestä, joka voi olla missä tahansa 5-15V.
Substraattikiekkojen laadun parantamisen myötä tehdään toimivampia ja tehokkaampia integroituja piirejä. Kuitenkin, kun piikarbidin materiaali- ja prosessiongelmat on periaatteessa ratkaistu, laitteen ja pakkauksen luotettavuudesta tulee tärkein korkean lämpötilan piikarbidipiirien suorituskykyyn vaikuttava tekijä.
Postitusaika: 23.8.2022