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3D SiC 碳化硅工艺技术

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3D SiCTM是深圳基本半导体有限公司独有的碳化硅(SiC)工艺技术,能够充分利用碳化硅的材料潜力,实现更高功率和更低损耗。通过掩埋掺杂栅极,在保持碳化硅高电压性能的同时减低器件表面电场,极大的提高器件的可靠性。

 

碳化硅二极管的发展趋势

在碳化硅晶格里,结型势垒肖特基二极管(JBS)结构中离子注入p阱的深度受到限制(<1um),反偏条件下浅p-n结对肖特基结的屏蔽作用不是特别明显,只有在相邻p阱之间的间距较小时才能突显出来,但同时带来的正向导通沟道宽度变窄效应使得正向导通压降显著增加。为了解决这一问题,新一代碳化硅肖特基二极管的发展方向是Trench JBS结构或嵌入式JBS结构。

 

碳化硅器件离子掺杂缺陷的问题?

硅工艺技术中,形成掺杂分布时只需一道离子注入(离子注入能量和剂量确定),然后进入高温热过程进行激活,同时掺杂原子进一步扩散,形成所需的掺杂分布的PN结。但是在碳化硅中扩散是较为困难,大多数离子将滞留在注入的位置。比如,在需要形成低阻欧姆接触的高浓度区域,碳化硅的晶格已受到严重的损坏,这种损坏很难通过退火的方式完全修复。

 

什么是3D SiCTM外延技术?

基本半导体3D SiCTM外延技术是利用Trech刻蚀和二次外延回填技术形成P型掺杂。此技术可以掺杂到1020cm-3的浓度,并且晶格无损坏。运用这种技术的高浓度摻杂区域材料质量明显好于离子注入掺杂技术,从而导致电阻率要明显低得多。

 

3D SiCTM外延技术的优势

3D SiC TMJBS二极管消除了离子注入P阱对肖特基接触面积的影响,有利于增大电流密度,同时有利于提高阻断电压和雪崩能力。与传统的碳化硅肖特基二极管相比,基本半导体开发3D结构的嵌入式碳化硅肖特基二极管正反向特性都得到了改善,可以实现更低的肖特基势垒,和更高迁移率的MOSFET设计,进一步降低损耗30%以上,实现更高效的集成器件。

 

3D SiCTM技术的应用

基本半导体基于3D SiCTM技术,自主研发了碳化硅肖特基二极管和碳化硅MOSFET系列产品,包括各电流电压等级的标准及高温应用碳化硅肖特基二极管,平面、沟槽MOSFET,10kV以上PiN二极管,全碳化硅模块和混封碳化硅模块等产品,各项性能指标达到国际领先水平。产品可广泛应用于电动汽车、新能源发电、轨道交通、智能电网、节能环保等领域。

 

关于基本半导体

深圳基本半导体有限公司(Shenzhen BASiC Semiconductor Ltd.)是中国第三代半导体行业领军企业,致力于碳化硅功率器件的研发与产业化。公司研发总部位于深圳,并在瑞典设立研发中心,是深圳第三代半导体研究院发起单位,并与深圳清华大学研究院共建“第三代半导体材料与器件研发中心”。

基本半导体整合海外创新技术与国内产业资源,对碳化硅器件的材料制备、芯片设计、制造工艺、封装测试、驱动应用等各方面进行研发,覆盖产业链各个环节。基于独有的3D SiCTM技术,基本半导体碳化硅功率器件性能达到国际先进水平,可广泛应用于新能源发电、新能源汽车、轨道交通和智能电网等领域。

通过引进海归人才和外籍专家,基本半导体建立了国际一流的高层次创新团队,成功入选“2018年度深圳市海外高层次人才孔雀团队”。以创新驱动产业升级,基本半导体矢志推动中国在第三代半导体领域实现弯道超车。

 

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