LAST POWER項目公布為期三年由歐盟資助的功率半導體項目開發成果。以研發高成本效益且高可靠性的功率電子技術為目標,涉及工業、汽車、消費性電子、再生能源轉換系統和電信應用。項目開發成果讓歐洲躋身于世界高能效功率芯片研究商用的最前列。
歐洲納米電子行動顧問委員會(ENIAC)聯盟(JU)是納米工業上市公司與民營企業的聯盟組織,于2010年4月啟動了LAST POWER項目,聚集了寬能隙功率半導體組件(Wide Bandgap Power Semiconductor)(SiC和GaN)領域的民營企業、大學和公共研究中心。該聯盟成員包括項目協調人意法半導體(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(希臘) , NOVASiC(法國)、Consorzio Catania Ricerche -CCR(意大利)、Institute of High Pressure Physics – Unipress(波蘭)、 Universita della Calabria(意大利)、SiCrystal(德國)、SEPS Technologies(瑞典)、SenSiC(瑞典)、Acreo (瑞典)、Aristotle University of Thessaloniki - AUTH(希臘)。
碳化硅主要研發成果基于SiCrystal公司展示的離軸2°截止角的150mm直徑的大面積4H-SiC基板。在晶體結構和表面粗糙度方面,材料質量與項目啟動時的標準100mm 4°離軸材料兼容。在LPE/ETC,這些基板用于中度摻雜的外延層的外延生長,適用于加工600-1200V JBS(Junction Barrier Schottky)肖特基二極管和MOSFET,專案為在大面積(150mm)4H -SiC上生長外延開發了一個創新的化學氣相沉積(CVD,Chemical Vapor Deposition)反應堆(reactor)。
外延層質量讓意法半導體能夠在工業生產在線制造JBS肖特基二極管。第一批晶圓特征分析顯示,電氣性能與先進的4°離軸材料相當。在這種情況下,關鍵制程是在NOVASiC上實現化學機械拋光(CMP,chemical mechanical polishing) - StepSiC ® 填充和平坦化,對于外延層生長前的基板制備和組件活動層表面粗糙度亞納米控制,該制程是一個關鍵問題。在這個項目內,同一企業還取得了用于加工MOSFET和JFET的外延生長能力。
項目與意法半導體、IMM-CNR公司進行SiO2/SiC接口的合作研發,以改進4H-SiC MOSFET的通道遷移率。
最后,項目與Acreo、FORTH合作開發出了用于高溫4H-SiC JFET和MOSFET的全新技術模塊,為可靠封裝解決方案封膠體化合物(molding compound)和無鉛芯片連接材料研究提供CCR支持。
LAST POWER項目還從事在功率電子應用中使用基于GaN組件的研究。特別是意法半導體在150mm 硅基板上生長AlGaN/GaN HEMT外延層結構的開發取得了成功,外延層長至3µm,抗擊穿電壓能力高達200V。 LAST POWER與IMM-CNR、Unipress和意法半導體合作,采用一種無金(Gold-Free)方法開發常關型AlGaN/GaN HEMT組件。該制程模塊與意法半導體生產線要求的芯片制造流程完全兼容,目前正整合至HEMT生產線。項目成員在材料生長和裝置技術方面已有相當的合作互動,讓業界向單芯片整合GaN和SiC組件的目標邁出重要一步,這兩項技術在2°離軸4H-SiC基板上均取得成功。