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新型可扩展--价格合理的SiC半导体的新案例

时间:2019-01-17 来源:敏创电子编辑:热敏电阻厂家浏览:


在过去十年中,商用碳化硅(SiC)功率半导体越来越多地出现在自己的产品中。然而,与制造SiC晶片相关的高启动成本和成品器件的高成本(比硅功率器件高五到十倍)意味着许多公司仍然对进入SiC市场持谨慎态度。
 
与任何新的半导体技术一样,随着技术从早期阶段发展到主流应用,制造商必须创建能够以高产量可靠地生产高产量晶圆的解决方案,以实现可承受性。事实上,2018年APEC的参观者看到多家制造商和早期采用者正在努力跨越从原型到可靠,价格合理的生产的鸿沟。
 
已经提出了各种补救措施来实现SiC功率器件的大批量,高产量生产,包括使用标准化设计和制造工艺作为SiC工业的开放标准的一部分。X-FAB Texas采用了一种非常不同的方法,该方法有望使SiC成为适用于各种功率转换应用的价格合理的器件的主流技术。
 
一种新的SiC制造方法
在PowerAmerica Institute的支持下,合作通过利用X-FAB将其硅晶圆生产线用于其自己的开放式碳化硅铸造厂的规模经济,汽车质量标准和设备组合,加速了SiC功率器件的商业化。模型。除了在德克萨斯州经营大批量硅晶圆代工厂外,X-FAB目前还在同一工厂为10家不同的SiC公司制造晶圆,每个晶圆厂都有其独特的器件设计和工艺流程。通过整合必要的资源以及硅和碳化硅客户的需求,X-FAB可以生产6英寸SiC晶圆,其速度与世界领先的运营自备晶圆厂的集成器件制造商相同。
 
与通常具有数十万个晶体管的集成电路不同,比如功率MOSFET的器件相对简单。因此,通过使用针对特定器件特性优化的工艺来区分类似产品的能力是至关重要的。
 
X-FAB的理念是,碳化硅供应商应该能够提供市场上的功率器件,这些器件可以通过工艺和设计。这与硅晶片制造形成鲜明对比,其中X-FAB客户采用独特的器件设计,但采用高度标准化的技术。然而,在SiC晶圆生产中,使用“一刀切”的工艺流程使得无法针对特定市场或应用优化器件的性能。虽然遵循标准化的工艺流程可能会缩短开发时间,但它需要在器件尺寸(需要额外的昂贵的SiC晶圆“不动产”),性能以及在某些情况下的可靠性方面进行重大权衡。使用标准化工艺技术所节省的任何时间和金钱都可能被设备成本的增加所抵消,因为它占用了晶圆上更多的空间。
 
Monolith独特的工艺架构结合了专有工艺步骤,为成品器件提供标准(非差异化)工艺块的性能优势。这些标准工艺块可以利用整合制造平台提供的规模经济。X-FAB为其所有SiC晶圆客户提供了优化技术和工艺开发所需的工具,并保持这些开发的专有性。
 
SiC晶片比Si晶片更薄并且也是半透明的,这需要修改晶片处理方法。例如,设置用于不透明硅晶片的传感器在装载/卸载期间不能正确响应SiC晶片,导致晶片破损。尽管存在这些挑战,但整合硅晶片和SiC晶片的工艺流程并并行运行它们已经提供了巨大的规模经济。

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