SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഗവേഷണ നില

ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനില സവിശേഷതകൾ എന്നിവ പിന്തുടരുന്ന എസ് 1 സി ഡിസ്‌ക്രീറ്റ് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഇൻ്റലിജൻ്റ് പവർ ഐസി കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടിനായി ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ട് നേടുക എന്നതാണ് SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഗവേഷണ ലക്ഷ്യം. ആന്തരിക വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിനായുള്ള SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് വളരെ കുറവായതിനാൽ, മൈക്രോട്യൂബ്യൂൾ തകരാറിൻ്റെ സ്വാധീനം വളരെ കുറയും, മോണോലിത്തിക്ക് SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് ഓപ്പറേഷൻ ആംപ്ലിഫയർ ചിപ്പിൻ്റെ ആദ്യ ഭാഗമാണിത്. മൈക്രോട്യൂബ്യൂൾ വൈകല്യങ്ങളേക്കാൾ, അതിനാൽ, SiC വിളവ് മോഡലും Si, CaAs മെറ്റീരിയലും അടിസ്ഥാനമാക്കി വ്യക്തമായും വ്യത്യസ്തമാണ്. ഡിപ്ലീഷൻ NMOSFET സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ചിപ്പ്. റിവേഴ്സ് ചാനൽ SiC MOSFET-കളുടെ ഫലപ്രദമായ കാരിയർ മൊബിലിറ്റി വളരെ കുറവാണ് എന്നതാണ് പ്രധാന കാരണം. Sic ൻ്റെ ഉപരിതല മൊബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, Sic ൻ്റെ താപ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

പർഡ്യൂ യൂണിവേഴ്സിറ്റി SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ ധാരാളം ജോലികൾ ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. 1992-ൽ, റിവേഴ്സ് ചാനൽ 6H-SIC NMOSFET-കളുടെ മോണോലിത്തിക്ക് ഡിജിറ്റൽ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് അടിസ്ഥാനമാക്കി ഫാക്ടറി വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ചിപ്പിൽ ഗേറ്റ് അല്ല, ഗേറ്റ് അല്ല, ഓൺ അല്ലെങ്കിൽ ഗേറ്റ്, ബൈനറി കൗണ്ടർ, ഹാഫ് ആഡർ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ 25°C മുതൽ 300°C വരെയുള്ള താപനിലയിൽ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. 1995-ൽ, വനേഡിയം ഇഞ്ചക്ഷൻ ഐസൊലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യത്തെ SiC വിമാനം MESFET Ics നിർമ്മിച്ചു. കുത്തിവച്ച വനേഡിയത്തിൻ്റെ അളവ് കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് SiC ലഭിക്കും.

ഡിജിറ്റൽ ലോജിക് സർക്യൂട്ടുകളിൽ, CMOS സർക്യൂട്ടുകൾ NMOS സർക്യൂട്ടുകളേക്കാൾ ആകർഷകമാണ്. 1996 സെപ്റ്റംബറിൽ, ആദ്യത്തെ 6H-SIC CMOS ഡിജിറ്റൽ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു. ഉപകരണം ഇൻജക്‌റ്റ് ചെയ്‌ത N-ഓർഡറും ഡിപ്പോസിഷൻ ഓക്‌സൈഡ് ലെയറും ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ മറ്റ് പ്രോസസ്സ് പ്രശ്‌നങ്ങൾ കാരണം, ചിപ്പ് PMOSFET-ൻ്റെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് വളരെ ഉയർന്നതാണ്. 1997 മാർച്ചിൽ രണ്ടാം തലമുറ SiC CMOS സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ. പി ട്രാപ്പും തെർമൽ ഗ്രോത്ത് ഓക്സൈഡ് ലെയറും കുത്തിവയ്ക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് സ്വീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. പ്രോസസ്സ് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ വഴി ലഭിച്ച PMOSEFT-കളുടെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജ് ഏകദേശം -4.5V ആണ്. ചിപ്പിലെ എല്ലാ സർക്യൂട്ടുകളും 300 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ ഊഷ്മാവിൽ നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ 5 മുതൽ 15V വരെയാകാവുന്ന ഒരൊറ്റ പവർ സപ്ലൈ വഴിയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വേഫർ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതോടെ, കൂടുതൽ പ്രവർത്തനക്ഷമവും ഉയർന്ന വിളവ് നൽകുന്നതുമായ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടും. എന്നിരുന്നാലും, SiC മെറ്റീരിയലും പ്രോസസ്സ് പ്രശ്നങ്ങളും അടിസ്ഥാനപരമായി പരിഹരിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിൻ്റെയും പാക്കേജിൻ്റെയും വിശ്വാസ്യത ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള SiC ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകമായി മാറും.