6月27日，深圳平湖實(shí)驗(yàn)室 聯(lián)合深圳市鵬進(jìn)高科技有限公司，在國(guó)產(chǎn)寬禁帶半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域取得重大突破，其成功攻克1200V溝槽柵碳化硅MOSFET芯片核心技術(shù)難題，并構(gòu)建了8英寸工藝平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)8英寸高性能1200V溝槽柵碳化硅MOSFET芯片的成功流片，其專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN118610269A。
圖片來(lái)源：深圳平湖實(shí)驗(yàn)室
圖為8英寸高性能溝槽柵SiC MOSFET結(jié)構(gòu)（專(zhuān)利）示意圖及芯片剖面圖
該芯片的靜態(tài)性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的低比導(dǎo)通電阻（<2.1mΩ·cm²），優(yōu)于國(guó)際主流高可靠廠商的技術(shù)水平（如Bosch G2）；動(dòng)態(tài)特性參數(shù)（包括輸入電容Ciss、柵極電荷Qg、反向恢復(fù)電荷Qrr等）對(duì)標(biāo)國(guó)際頂尖工業(yè)技術(shù)標(biāo)桿（如Infineon G2），整體性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。
此外，該芯片還零失效通過(guò)了1000小時(shí)高溫反向偏壓（HTRB）、高溫正/負(fù)柵偏壓（HTGB+/-）及高壓高溫高濕反偏（HV-H3TRB）等可靠性考核。
在實(shí)現(xiàn)高通流能力的同時(shí)，芯片的反向擊穿電壓大于1500V，閾值電壓穩(wěn)定在3.3V，并在8英寸晶圓上實(shí)現(xiàn)了具有商業(yè)價(jià)值的良率展示。這為滿(mǎn)足重點(diǎn)用戶(hù)的各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
在技術(shù)攻關(guān)層面，其攻克了多項(xiàng)制約碳化硅功率器件性能與量產(chǎn)的關(guān)鍵工藝難題，包括實(shí)現(xiàn)了MeV級(jí)高能離子注入，這對(duì)于精確控制摻雜深度和濃度至關(guān)重要；完成了定晶向刻蝕，確保了器件結(jié)構(gòu)的精確性和均勻性；優(yōu)化了柵氧區(qū)域厚度分布調(diào)制，有效提升了柵氧可靠性和器件性能一致性；采用了低缺陷高溫退火技術(shù)，顯著降低了材料缺陷，改善了晶體質(zhì)量；建立了低電阻歐姆接觸，確保了電流傳輸?shù)母咝�，降低了�?dǎo)通損耗；并開(kāi)發(fā)了高可靠性鈍化技術(shù)，有效保護(hù)了器件表面，增強(qiáng)了長(zhǎng)期穩(wěn)定性等。
此外，其還成功建成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平的全流程自主可控8英寸溝槽柵碳化硅MOSFET工藝平臺(tái)，1200V40mΩ等級(jí)溝槽柵碳化硅MOSFET晶圓CP良率90%以上，單片最高達(dá)到96%。
該工藝平臺(tái)的仿真制造對(duì)齊工作也已基本完成，從核心元胞結(jié)構(gòu)到終端保護(hù)結(jié)構(gòu)，全套動(dòng)靜態(tài)仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合度大于95%，為后續(xù)設(shè)計(jì)優(yōu)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
值得注意的是，在今年的2月18日，深圳平湖實(shí)驗(yàn)室在碳化硅（SiC）襯底的激光剝離技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展。這一突破主要體現(xiàn)在其成功開(kāi)發(fā)出了一種高效且高精度的激光剝離新方法，旨在解決傳統(tǒng)SiC襯底加工中面臨的效率低下和材料損耗大的問(wèn)題。
具體而言，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)SiC襯底的精準(zhǔn)分離，顯著提高了襯底的利用率，從而有效降低了生產(chǎn)成本。此外，這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步也為未來(lái)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更精細(xì)的碳化硅器件結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)，預(yù)示著在高性能、高集成度SiC功率器件的制造上擁有更大的靈活性。
據(jù)悉，國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（深圳）作為國(guó)際首個(gè)開(kāi)放、共享的8英寸SiC和GaN科研與中試平臺(tái)，由深圳平湖實(shí)驗(yàn)室和深圳市鵬進(jìn)高科技有限公司等單位共同參與建設(shè)，為我國(guó)第三代半導(dǎo)體研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化建設(shè)提供了強(qiáng)大助力。
