IFWS 2023│九峰山实验室袁俊:新型碳化硅沟槽器件技术研究进展

日期:2023-12-21 阅读:429
核心提示:湖北九峰山实验室功率器件负责人袁俊做了“新型碳化硅沟槽器件技术研究进展”的主题报告,分享了JFS多级沟槽二极管研究,JFS新型沟槽MOSFET等内容。

碳化硅功率器件具有高压高功率领域等优势,市场广阔,应用场景广泛。也被认为是下一代800V电动汽车电驱核心技术。

袁俊

近日,第九届国际第三代半导体论坛(IFWS)&第二十届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA)在厦门国际会议中心召开。期间,“碳化功率器件及其封装技术分会“上,湖北九峰山实验室功率器件负责人袁俊做了“新型碳化硅沟槽器件技术研究进展”的主题报告,分享了JFS多级沟槽二极管研究,JFS新型沟槽MOSFET等内容。

报告指出,九峰山实验室聚焦碳化硅重点共性问题的研究,比如碳化硅器件的低损伤,深P+掩蔽结构的构造问题;高温Al离子注入工艺在生产中的产能瓶颈问题;下一代碳化硅沟槽器件结构IP的探索及可制造性问题。九峰山在碳化硅芯片前沿技术研究和 IP 储备方面,从多级沟槽JBS二极管技术出发,延申到各种新的SiC 器件技术构造,包括沟槽MOSFET和超结器件;和产业公司及Fab探索推广新的解决方案,可制造性技术。

JFS多级沟槽二极管研究方面,涉及碳化硅多级沟槽JBS/MPS 二极管技术开发,首次实现了“多级沟槽+低能量 P 注入”构造超2um结深;开发出业界第一颗产品级的多级沟槽JBS二极管;解决了SiC沟槽器件中深 P 型掩蔽构造时,刻蚀角度/深度/离子注入能量剂量与注入损伤之间的矛盾。碳化硅多级沟槽JBS/MPS二极管开发成果上,JFS特有的“多级沟槽二极管”,多批次良率>94%,高温封装工作>225℃;形成了系列IP储备20+专利(包括设计和工艺know-how);高温工作能力;更小芯片面积增加~30%单片芯粒产出;抗单粒子能力(实验研究中)。

沟槽结构IP及成套工艺是碳化硅下一代全球产业技术竞争的关键,新型沟槽MOSFET 研究方面,报告分享了新型沟槽MOSFET新结构探索,包括“胶囊沟槽”、“包角沟槽”、“辅助源极沟槽”、“多级沟槽超结”等研究进展。研究成果显示,周期性深掩蔽沟槽MOSFET开发DEMO-1,攻克了碳化硅沟槽MOSFET器件研发的多项关键工艺,形成沟槽MOS的SPB;开发成套工艺,国内第一家发布具备SiC沟槽能力的6英寸Fab工艺线。“胶囊”沟槽MOSFET开发DEMO-2,探索基于新型NPN“三明治”外延片夹层的碳化硅沟槽MOSFET器件结构;优化参数,提升器件性能,降低芯片成本,开发新型器件技术。

(备注:以上信息仅根据现场整理未经嘉宾本人确认,仅供参考!)

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