欧洲项目推动功率微电子未来

LAST POWER项目组公布了为期三年由欧盟资助的功率半导体项目开发成果。以研发高成本效益且高可靠性的功率电子技术为目标，涉及工业、汽车、消费电子、再生能源转换系统和电信应用。项目开发成果让欧洲挤身于世界高能效功率芯片研究商用的最前沿。

欧洲纳电子计划顾问委员会(ENIAC)联盟(JU)是纳米工业上市公司与私营企业的联盟组织，于2010年4月启动了LAST POWER项目，聚集了宽带隙半导体(SiC和GaN)领域的私营企业、大学和公共研究中心。该联盟成员包括项目协调人意法半导体(意大利)、LPE/ETC (意大利)、Institute for Microelectronics and Microsystems of the National Research Council –IMM-CNR(意大利)、Foundation for Research & Technology-Hellas – FORTH(希腊), NOVASiC(法国)、Consorzio Catania Ricerche -CCR(意大利)、Institute of High Pressure Physics – Unipress(波兰)、 Università della Calabria(意大利)、SiCrystal(德国)、SEPS Technologies(瑞典)、SenSiC(瑞典)、Acreo(瑞典)、, Aristotle University of Thessaloniki - AUTH(希腊)。

碳化硅主要研发成果基于SiCrystal公司展示的偏轴2°截止角的150mm直径的大面积4H-SiC衬底。在晶体结构和表面粗糙度方面，材料质量兼容项目启动时的标准100mm 4°偏轴材料。在LPE/ETC，这些衬底用于中度掺杂的外延层的外延生长，适用于加工600-1200V JBS(结势垒肖特基)二极管和MOSFET，项目组为在大面积(150mm)4H-SiC上生长外延开发了一个创新的CVD(化学汽相淀积)反应堆。

外延层质量让意法半导体能够在工业生产线上制造JBS结势垒肖特基二极管。第一批晶圆特征分析显示，电气性能与先进的4°偏轴材料相当。在这种情况下，关键工序是在NOVASiC上实现化学机械抛光(CMP) - StepSiC ® 填充和平面化 ，对于外延层生长前的衬底制备和器件活动层表面粗糙度亚纳米控制，该工序是一个关键问题。在这个项目内，同一企业还取得了用于加工MOSFET和JFET的外延生长能力。

项目组与意法半导体、IMM-CNR公司进行SiO2/SiC接口的合作研发，以改进4H-SiC MOSFET晶体管的沟道迁移率。

最后，项目组与Acreo、FORTH合作开发出了用于高温4H-SiC JFET和 MOSFET的全新技术模块，为可靠封装解决方案模塑化合物和无铅芯片连接材料研究提供CCR支持。

LAST POWER项目还从事在功率电子应用中使用基于GaN器件的研究。特别是意法半导体在150mm Si衬底上生长AlGaN/GaN HEMT外延层结构的开发取得了成功，外延层长至3µm，抗击穿电压能力高达200V。LAST POWER与IMM-CNR、Unipress和意法半导体合作，采用一种“无金”方法开发常关型 AlGaN/GaN HEMT器件。该制程模块完全兼容意法半导体生产线要求的芯片制造流程，目前正在整合至HEMT生产线。项目成员在材料生长和制造工艺方面开展的卓有成效的合作互动，让业界向单片集成GaN和SiC器件的目标迈出重要一步，这两项技术在2°偏轴4H-SiC衬底上均取得成功。