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國家第三代半導體技術(shù)創(chuàng )新中心（南京）經(jīng)過(guò)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(shí)現了我國在這一領(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”，更為我國半導體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入了新的動(dòng)力。 碳化硅作為第三代半導體材料的代表，以其寬禁帶、高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子飽和遷移速率和高導熱率等優(yōu)良特性，在電力電子、光電子、射頻電子等領(lǐng)域展現出巨大的應用潛力。然而，長(cháng)期以來(lái)，業(yè)內主要應用的平面型碳化硅MOSFET芯片在性能上已逐漸接近其極限，難以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的高性能需求。在此背景下，溝槽型碳化硅MOSFET芯片因其更低的導通損耗、更好的開(kāi)關(guān)性能以及更高的晶圓密度，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。 國家第三代半導體技術(shù)創(chuàng )新中心（南京）深知這一挑戰的重要性與緊迫性，自項目啟動(dòng)以來(lái)，便組織了一支由核心研發(fā)團隊和全線(xiàn)配合團隊組成的精英隊伍，歷時(shí)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(shí)現了溝槽結構的精準制備。 據介紹，溝槽型碳化硅MOSFET芯片通過(guò)將柵極埋入基體中，形成垂直溝道，從而顯著(zhù)提高了元胞密度，消除了JFET效應，并實(shí)現了最佳的溝道遷移率。這一設計不僅使導通電阻比平面結構明顯降低，還大幅提升了芯片的導通性能，較平面型提升約30%。同時(shí)，溝槽型結構還具備更低的導通損耗、更好的開(kāi)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(dòng)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(kāi)發(fā)工作，預計一年內可在新能源汽車(chē)電驅動(dòng)、智能電網(wǎng)、光伏儲能等領(lǐng)域投入應用。以新能源汽車(chē)為例，碳化硅功率器件相比傳統硅器件具有顯著(zhù)的省電優(yōu)勢，可提升續航能力約5%。而應用溝槽結構后，更是可以實(shí)現更低電阻的設計，從而在保持導通性能指標不變的情況下，實(shí)現更高密度的芯片布局，進(jìn)一步降低芯片使用成本。 |
