1.碳化硅集成電路（Sic IC)

碳化硅(SiC）具有較寬的帶隙，已廣泛應用在高電壓電力電子器件中，如分立式的功率金屬-氧化物-半導體場效應晶體管 (Power MOSFET)和絕緣柵雙極晶體管（IGBT)。這些電力器件與數(shù)字或模擬集成電路（如門驅動器、調節(jié)器和信號波形調整器）集成在一起而成為碳化硅（SiC）集成電路，可應用于多個領域，如高速鐵路、混合動力汽車電池充電器、航空、深部鉆井機械和其他極端環(huán)境下的應用等。

碳化硅集成電路的發(fā)展受限于其制作工藝流程缺乏穩(wěn)定性和淮確性。進人21 世紀后，半導體制造代工業(yè)不斷開發(fā)出具有更穩(wěn)定和更先進的新工藝技術，使碳化硅的混合信號集成電路與較復雜的數(shù)宇集成電路設計開始得以實現(xiàn)，如15V 1.2μmCMOS HiTSiC 工藝流程(Raytheon公司），常見的碳化硅單晶片以4in (1in=25.4mm） 為主，并有部分 150mm 晶片。

根據(jù) 2010 年報道的新方法，使用氣液固（VLS） 法和金屬催化劑能排除或減少錯位，因此能在大硅晶片襯底上選擇性地生長三碳原子碳化硅（3C-Sic） 單晶。

2.氮化鎵集成電路(GaN IC)

氮化鎵（GaN）分立器件已經(jīng)在功率切換和微波/毫米波應用領域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。將功率開關及其驅動電路集成在同一芯片上，可以減少寄生電感，并充分利用其優(yōu)越性。在單晶片上的集成可減少裝配和封裝成本，使其具有較大的競爭優(yōu)勢。實現(xiàn) GaN集成電路的主要困難在于如何形成 p溝道場效應晶體管。

通過下述方法可以實現(xiàn) GaNCMOS 集成電路工藝。

(1）在相同的芯片上，選擇性地外延生長GaNnMOS 和 pMOS 場效應晶體管；

(2）運用 MOCVD 生長氮化鋁/氮化硅（AIN/Si3N4)介電層堆疊結構，作為nMOS 和pMOS 場效應晶體管的柵極絕緣層，如圖6-11 所示。 在不同基片上（如SiC 或Al2O3）生長GaN單晶薄膜可制造 GaNCMOS 集成電路，但是這些基片（碳化硅或藍寶石）也以小尺寸（4in 或 150mm） 為主，而且價格昂貴，因此迫切需要發(fā)展可以在硅基片上大面積地（或特定的區(qū)域）生長異質外延 GaN 單晶薄膜的技術。









審核編輯：劉清