欧洲项目推动功率微电子未来

LASTPOWER项目组公布了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、消费电子、再生能源转换系统和电信应用。项目开发成果让欧洲挤身于世界高能效功率芯片研究商用的最前沿。

欧洲纳电子计划顾问委员会（ENIAC）联盟（JU）是纳米工业上市公司与私营企业的联盟组织，于2010年4月启动了LASTPOWER项目，聚集了宽带隙半导体（SiC和GaN）领域的私营企业、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）、InstituteforMicroelectronicsandMicrosystemsoftheNationalResearchCouncil–IMM-CNR（意大利）、FoundationforResearch&Technology-Hellas–FORTH（希腊）,NOVASiC（法国）、ConsorzioCataniaRicerche-CCR（意大利）、InstituteofHighPressurePhysics–Unipress（波兰）、UniversitàdellaCalabria（意大利）、SiCrystal（德国）、SEPSTechnologies（瑞典）、SenSiC（瑞典）、Acreo（瑞典）、,AristotleUniversityofThessaloniki-AUTH（希腊）。

碳化硅主要研发成果基于SiCrystal公司展示的偏轴2°截止角的150mm直径的大面积4H-SiC衬底。在晶体结构和表面粗糙度方面，材料质量兼容项目启动时的标准100mm4°偏轴材料。在LPE/ETC，这些衬底用于中度掺杂的外延层的外延生长，适用于加工600-1200VJBS（结势垒肖特基）二极管和MOSFET，项目组为在大面积（150mm）4H-SiC上生长外延开发了一个创新的CVD（化学汽相淀积）反应堆。

外延层质量让意法半导体能够在工业生产线上制造JBS结势垒肖特基二极管。第一批晶圆特征分析显示，电气性能与先进的4°偏轴材料相当。在这种情况下，关键工序是在NOVASiC上实现化学机械抛光（CMP）-StepSiC®填充和平面化，对于外延层生长前的衬底制备和器件活动层表面粗糙度亚纳米控制，该工序是一个关键问题。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。

项目组与意法半导体、IMM-CNR公司进行SiO2/SiC接口的合作研发，以改进4H-SiCMOSFET晶体管的沟道迁移率。

最后，项目组与Acreo、FORTH合作开发出了用于高温4H-SiCJFET和MOSFET的全新技术模块，为可靠封装解决方案模塑化合物和无铅芯片连接材料研究提供CCR支持。

LASTPOWER项目还从事在功率电子应用中使用基于GaN器件的研究。特别是意法半导体在150mmSi衬底上生长AlGaN/GaNHEMT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。LASTPOWER与IMM-CNR、Unipress和意法半导体合作，采用一种“无金”方法开发常关型AlGaN/GaNHEMT器件。该制程模块完全兼容意法半导体生产线要求的芯片制造流程，目前正在整合至HEMT生产线。项目成员在材料生长和制造工艺方面开展的卓有成效的合作互动，让业界向单片集成GaN和SiC器件的目标迈出重要一步，这两项技术在2°偏轴4H-SiC衬底上均取得成功。