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9月7日,瑶芯微(上海)电子科技股份有限公司(简称“瑶芯微电子”)在上海张江发布全球首款碳化硅超级结MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)产品。记者了解到,该产品是与中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃团队在碳化硅超级结技术上的深度产学研合作。双方历时五年联合技术攻关,协同晶圆代工厂芯联集成电路制造股份有限公司进行工艺平台开发,率先实现该前沿技术从实验室走向产业化的突破。
现阶段,碳化硅功率器件主要包括平面型MOSFET以及沟槽型MOSFET。为进一步提升器件的功率密度与转换效率,超级结MOSFET技术被业界公认为下一代突破方向。但由于电荷平衡控制极难、工艺精度要求极高,该技术长期停留在实验室研究阶段。
据瑶芯微电子联合创始人、CTO陈开宇介绍,超级结结构需多层外延生长,一层层叠加,每层厚度、掺杂、位置都必须精准,底层偏差会逐层放大。他把这一制造过程形容为“在微米世界里盖一栋高楼”。

陈开宇作产品介绍
碳化硅材料硬度高,杂质难以扩散,团队采用兆电子伏特量级高能铝离子注入,把离子加速到极高能量后精准打入材料内部。更难的是电荷平衡的“安全区”设计,要找到一块既高性能、又容得下工艺偏差的“安全区”。高能离子注入决定深层结构“做得准不准”,电荷平衡决定“做出来能不能用”,两者必须匹配。
经过五年努力,最终换来一组硬数据:该器件实现1635V超高耐压,高温电流密度较商业化国际顶级水平提升166%。器件功率密度提升了81%,有效兼顾超低导通损耗与高频高效开关特性。(光明日报全媒体记者颜维琦 光明网记者华亭)
