新型碳化硅沟槽器件技术研究进展

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。

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。

审核编辑：刘清