第三代半導(dǎo)體碳化硅功率器件具有耐壓高、耐溫高和能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車、光伏發(fā)電和軌道交通等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)的碳化硅產(chǎn)業(yè)尚處于核心技術(shù)攻關(guān)的發(fā)展階段，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程迫在眉睫。針對(duì)碳化硅功率器件研發(fā)“卡脖子”難題及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)，長(zhǎng)沙市岳麓山大學(xué)科技城管理委員會(huì)組織實(shí)施的第二批核心技術(shù)攻關(guān)“揭榜掛帥”《大功率碳化硅MOSFET及SBD芯片技術(shù)研究》項(xiàng)目，由瀏陽(yáng)泰科天潤(rùn)半導(dǎo)體技術(shù)有限公司發(fā)榜，湖南大學(xué)和東莞天域半導(dǎo)體股份有限公司共同揭榜，多方合作進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

該項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)施一年有余，目前進(jìn)展順利，階段性成果顯著。針對(duì)本課題難點(diǎn)一一碳化硅MOSFET芯片研究部分，湖南大學(xué)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，大膽地摒棄了傳統(tǒng)的平面柵結(jié)構(gòu)，提出了場(chǎng)板分離型SiC MOSFET的新型結(jié)構(gòu)，泰科天潤(rùn)則突破了高質(zhì)量柵氧處理、表面鈍化、高溫變能多次離子注入等工藝難點(diǎn)，基于其在長(zhǎng)沙的6寸碳化硅晶圓產(chǎn)線完成流片工作。泰科天潤(rùn)的工程團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)了深厚的碳化硅工藝能力，批次流片的一致性和穩(wěn)定性得到了各專家的一致認(rèn)可，為量產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于引入了場(chǎng)板分離型的分裂柵結(jié)構(gòu)，芯片具有更低的反向傳輸電容（Crss）,高頻優(yōu)值HF-FOM [RON × Crss]接近國(guó)外先進(jìn)水平，較之傳統(tǒng)平面柵結(jié)構(gòu)器件指標(biāo)數(shù)值明顯改善。經(jīng)電學(xué)特性測(cè)試結(jié)果顯示5mm × 5mm的SiC MOSFET芯片導(dǎo)通電阻為17.1mΩ，與國(guó)際SiC龍頭企業(yè)國(guó)外大廠W類似產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻一致或略優(yōu)。同時(shí)本次流片后的芯片總面積小于市場(chǎng)上同類產(chǎn)品（26mm2），能有效降低器件制造成本。在VDS=800V/IDS=50A的工況下實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)本批次芯片開(kāi)關(guān)性能有所提升，關(guān)斷損耗為0.35mJ，在同一工況下比國(guó)外大廠W同類產(chǎn)品的關(guān)斷損耗（0.42mJ）低17%，將有效提升電能變換效率，體現(xiàn)在如新能源汽車的下游應(yīng)用中，將有助于提升電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。

項(xiàng)目整體進(jìn)度領(lǐng)先預(yù)期時(shí)效，取得以上階段性成果，為最終攻堅(jiān)成功打下了良好基礎(chǔ)。接下來(lái)各方將繼續(xù)深化合作，持續(xù)優(yōu)化提升SiC 器件性能，提高制備工藝的穩(wěn)定性，爭(zhēng)取盡快實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的穩(wěn)定量產(chǎn)，進(jìn)一步提升我省在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的影響力。