iDeal Semi подробно описывает свою технологию SuperQ...

Aug 10, 2023

«Мы представили концепцию SuperQ, и было интересно посмотреть, как рынок отреагирует на работу с кремнием, а не с широкой запрещенной зоной. Вероятно, мы единственный стартап в области кремниевой энергетики в США», — рассказал eeNews Europe Power Марк Гранахан, генеральный директор и основатель.

«Произошло огромное количество сюрпризов. Нетрудно не обнаружить, что кремний — это мертвая риторика в силовой электронике, и все предполагали, что это так», — сказал Райан Манак, вице-президент по маркетингу iDeal. «Однако барьеры входа для WBG высоки из-за новых концепций того, как использовать эти устройства, как ими управлять, поэтому возможность использовать переплетение кремниевой энергии, которая хорошо понятна, а ее стоимость и технологичность была хорошим посланием. Многие приложения были удивлены тем, что мы можем обеспечить такую ​​производительность в кремнии».

Технология SuperQ использует сочетание диэлектрических материалов, травления и атомного напыления для улучшения производительности всех видов силовых устройств. Это обеспечивает гораздо более низкое удельное сопротивление (RSP) при гораздо меньшем сопротивлении, что, в свою очередь, дает улучшение характеристик переключения, поскольку кристалл меньше.

«Мы считаем, что SuperQ может продолжать обеспечивать повышение производительности, аналогичное переходу на устройства суперперехода», — сказал Гранахан. «Фундаментальная толщина области дрейфа определяет напряжение пробоя, и эта толщина увеличивает удельное сопротивление устройства. Сегодня в технологиях суперпереходов 50% площади проводимости приходится на материал n-типа, что является фундаментальным пределом 13-15 В на микрон», — сказал Гранахан.

«Наша технология обеспечивает блокировку напряжения от 19 до 20 В/мкм, поскольку мы принципиально взяли p-область и почти устранили ее, используя возможность травления и набор диэлектрических материалов, который позволяет нам обеспечить балансировку заряда на очень маленькой площади. Зона проводимости значительно расширена, поэтому у нас есть больше площади и, таким образом, улучшается RSP. Это дает блокировку напряжения от 19 до 20 В/мкм, улучшение на 30%, поэтому наша эпитаксия становится намного тоньше. Большая площадь проводимости и более высокая концентрация легирующих примесей обеспечивают очень эффективную технику блокировки высокого напряжения».

Использование более современных инструментов для изготовления чипов также упрощает и удешевляет процесс производства для литейных предприятий.

«Наша технология была заимствована у КМОП в некоторых пленках и материалах, поэтому в мире энергетики мы работаем на нанометровом уровне», — сказал Гранахан. «Вместо эпиимплантата с более чем 18 масками и длительным временем обработки или траншейного и повторного заполнения с 14 масками, наше травление и осаждение ALD включает менее 10 масок, поэтому наши капитальные затраты низкие, а процесс короче».

«Мы проделали большую работу по тестированию надежности, чтобы доказать, что технология проходит через все известные тесты для кремниевых силовых устройств, и в основе всего этого лежит способность пленки удерживать заряд, поэтому мы проверили надежность самой пленки, а затем и устройства, которое показывает, что напряжение пробоя и ток утечки стабильны во времени.

«Наша структура MOSFET очень проста и элегантна. Количество масок составляет примерно от 10 до 11, и это влияет на надежность устройства».

«Любое устройство, которому необходимо проводить ток и блокировать напряжение, может использовать диоды SuperQ и МОП-транзисторы. Как мы анализируем рынок, от 90 до 95% площадей находятся под напряжением ниже 850 В, так что это действительно огромный рынок», — сказал Манак.

Один процесс можно использовать для МОП-транзисторов и диодов от 60 В до 850 В, вместо того, чтобы использовать несколько технологий для покрытия широкого диапазона напряжений.

«При напряжении от 60 до 200 В существуют потребители, электроприводы, электронные велосипеды, а также все серверное и искусственное оборудование, которые стремятся обеспечить большую мощность, и им нужно напряжение от 120 до 200 В», — сказал он.

«Структура устройства оптимизирована для быстрого переключения», — сказал Гранахан. «Эта пленка любит собирать дыры, поэтому при переключении эти отверстия удерживаются на поверхности, и поэтому структура ворот испытывает как боковые структуры, так и структуры траншеи ворот. Это лучшее из обоих миров с отличными характеристиками постоянного тока и отличным переключением. Мы можем легко преодолеть диапазон 150 кГц, который является верхним диапазоном силовых конструкций».