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國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）經(jīng)過四年的不懈努力，成功攻克了溝槽型碳化硅MOSFET芯片制造的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了我國在這一領(lǐng)域的首次重大突破。這一成果不僅打破了平面型碳化硅MOSFET芯片的性能“天花板”，更為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入了新的動力。 碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，以其寬禁帶、高臨界擊穿電場、高電子飽和遷移速率和高導(dǎo)熱率等優(yōu)良特性，在電力電子、光電子、射頻電子等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，長期以來，業(yè)內(nèi)主要應(yīng)用的平面型碳化硅MOSFET芯片在性能上已逐漸接近其極限，難以滿足日益增長的高性能需求。在此背景下，溝槽型碳化硅MOSFET芯片因其更低的導(dǎo)通損耗、更好的開關(guān)性能以及更高的晶圓密度，成為行業(yè)關(guān)注的焦點。 國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）深知這一挑戰(zhàn)的重要性與緊迫性，自項目啟動以來，便組織了一支由核心研發(fā)團(tuán)隊和全線配合團(tuán)隊組成的精英隊伍，歷時四年不斷嘗試新工藝，最終在溝槽型碳化硅MOSFET芯片制造領(lǐng)域取得了重大突破。他們成功建立了全新的工藝流程，克服了碳化硅材料硬度高、刻蝕難度大等諸多技術(shù)難題，實現(xiàn)了溝槽結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)制備。 據(jù)介紹，溝槽型碳化硅MOSFET芯片通過將柵極埋入基體中，形成垂直溝道，從而顯著提高了元胞密度，消除了JFET效應(yīng)，并實現(xiàn)了最佳的溝道遷移率。這一設(shè)計不僅使導(dǎo)通電阻比平面結(jié)構(gòu)明顯降低，還大幅提升了芯片的導(dǎo)通性能，較平面型提升約30%。同時，溝槽型結(jié)構(gòu)還具備更低的導(dǎo)通損耗、更好的開關(guān)性能以及更高的晶圓密度，有助于降低芯片使用成本，推動相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)升級。 
平面型與溝槽型碳化硅 MOSFET 技術(shù)對比 目前，國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心（南京）正在進(jìn)行溝槽型碳化硅MOSFET芯片產(chǎn)品的開發(fā)工作，預(yù)計一年內(nèi)可在新能源汽車電驅(qū)動、智能電網(wǎng)、光伏儲能等領(lǐng)域投入應(yīng)用。以新能源汽車為例，碳化硅功率器件相比傳統(tǒng)硅器件具有顯著的省電優(yōu)勢，可提升續(xù)航能力約5%。而應(yīng)用溝槽結(jié)構(gòu)后，更是可以實現(xiàn)更低電阻的設(shè)計，從而在保持導(dǎo)通性能指標(biāo)不變的情況下，實現(xiàn)更高密度的芯片布局，進(jìn)一步降低芯片使用成本。 |
