歐洲項目推動功率微電子未來

LASTPOWER項目組公布了為期三年由歐盟資助的功率半導(dǎo)體項目開發(fā)成果。以研發(fā)高成本效益且高可靠性的功率電子技術(shù)為目標，涉及工業(yè)、汽車、消費電子、再生能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和電信應(yīng)用。項目開發(fā)成果讓歐洲擠身于世界高能效功率芯片研究商用的最前沿。

歐洲納電子計劃顧問委員會（ENIAC）聯(lián)盟（JU）是納米工業(yè)上市公司與私營企業(yè)的聯(lián)盟組織，于2010年4月啟動了LASTPOWER項目，聚集了寬帶隙半導(dǎo)體（SiC和GaN）領(lǐng)域的私營企業(yè)、大學(xué)和公共研究中心。該聯(lián)盟成員包括項目協(xié)調(diào)人意法半導(dǎo)體（意大利）、LPE/ETC（意大利）、InstituteforMicroelectronicsandMicrosystemsoftheNationalResearchCouncil–IMM-CNR（意大利）、FoundationforResearch&Technology-Hellas–FORTH（希臘）,NOVASiC（法國）、ConsorzioCataniaRicerche-CCR（意大利）、InstituteofHighPressurePhysics–Unipress（波蘭）、UniversitàdellaCalabria（意大利）、SiCrystal（德國）、SEPSTechnologies（瑞典）、SenSiC（瑞典）、Acreo（瑞典）、,AristotleUniversityofThessaloniki-AUTH（希臘）。

碳化硅主要研發(fā)成果基于SiCrystal公司展示的偏軸2°截止角的150mm直徑的大面積4H-SiC襯底。在晶體結(jié)構(gòu)和表面粗糙度方面，材料質(zhì)量兼容項目啟動時的標準100mm4°偏軸材料。在LPE/ETC，這些襯底用于中度摻雜的外延層的外延生長，適用于加工600-1200VJBS（結(jié)勢壘肖特基）二極管和MOSFET，項目組為在大面積（150mm）4H-SiC上生長外延開發(fā)了一個創(chuàng)新的CVD（化學(xué)汽相淀積）反應(yīng)堆。

外延層質(zhì)量讓意法半導(dǎo)體能夠在工業(yè)生產(chǎn)線上制造JBS結(jié)勢壘肖特基二極管。第一批晶圓特征分析顯示，電氣性能與先進的4°偏軸材料相當(dāng)。在這種情況下，關(guān)鍵工序是在NOVASiC上實現(xiàn)化學(xué)機械拋光（CMP）-StepSiC®填充和平面化，對于外延層生長前的襯底制備和器件活動層表面粗糙度亞納米控制，該工序是一個關(guān)鍵問題。在這個項目內(nèi)，同一企業(yè)還取得了用于加工MOSFET和JFET的外延生長能力。

項目組與意法半導(dǎo)體、IMM-CNR公司進行SiO2/SiC接口的合作研發(fā)，以改進4H-SiCMOSFET晶體管的溝道遷移率。

最后，項目組與Acreo、FORTH合作開發(fā)出了用于高溫4H-SiCJFET和MOSFET的全新技術(shù)模塊，為可靠封裝解決方案模塑化合物和無鉛芯片連接材料研究提供CCR支持。

LASTPOWER項目還從事在功率電子應(yīng)用中使用基于GaN器件的研究。特別是意法半導(dǎo)體在150mmSi襯底上生長AlGaN/GaNHEMT外延層結(jié)構(gòu)的開發(fā)取得了成功，外延層長至3µm，抗擊穿電壓能力高達200V。LASTPOWER與IMM-CNR、Unipress和意法半導(dǎo)體合作，采用一種“無金”方法開發(fā)常關(guān)型AlGaN/GaNHEMT器件。該制程模塊完全兼容意法半導(dǎo)體生產(chǎn)線要求的芯片制造流程，目前正在整合至HEMT生產(chǎn)線。項目成員在材料生長和制造工藝方面開展的卓有成效的合作互動，讓業(yè)界向單片集成GaN和SiC器件的目標邁出重要一步，這兩項技術(shù)在2°偏軸4H-SiC襯底上均取得成功。