LAST POWER项目公布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、消费性电子、再生能源转换系统和电信应用。项目开发成果让欧洲跻身于世界高能效功率芯片研究商用的最前列。
欧洲纳米电子行动顾问委员会(ENIAC)联盟(JU)是纳米工业上市公司与民营企业的联盟组织,于2010年4月启动了LAST POWER项目,聚集了宽能隙功率半导体组件(Wide Bandgap Power Semiconductor)(SiC和GaN)领域的民营企业、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)、 Universita 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公司展示的离轴2°截止角的150mm直径的大面积4H-SiC基板。在晶体结构和表面粗糙度方面,材料质量与项目启动时的标准100mm 4°离轴材料兼容。在LPE/ETC,这些基板用于中度掺杂的外延层的外延生长,适用于加工600-1200V JBS(Junction Barrier Schottky)肖特基二极管和MOSFET,专案为在大面积(150mm)4H -SiC上生长外延开发了一个创新的化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)反应堆(reactor)。
外延层质量让意法半导体能够在工业生产在线制造JBS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°离轴材料相当。在这种情况下,关键制程是在NOVASiC上实现化学机械抛光(CMP,chemical mechanical polishing) - StepSiC ® 填充和平坦化,对于外延层生长前的基板制备和组件活动层表面粗糙度亚纳米控制,该制程是一个关键问题。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的通道迁移率。
最后,项目与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封胶体化合物(molding compound)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组件的研究。特别是意法半导体在150mm 硅基板上生长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(Gold-Free)方法开发常关型AlGaN/GaN HEMT组件。该制程模块与意法半导体生产线要求的芯片制造流程完全兼容,目前正整合至HEMT生产线。项目成员在材料生长和装置技术方面已有相当的合作互动,让业界向单芯片整合GaN和SiC组件的目标迈出重要一步,这两项技术在2°离轴4H-SiC基板上均取得成功。