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)。這些電力器件與數字或模擬集成電路（如門驅動器、調節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境下的應用等。

碳化硅集成電路的發展受限于其制作工藝流程缺乏穩定性和淮確性。進人21 世紀后，半導體制造代工業不斷開發出具有更穩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宇集成電路設計開始得以實現，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 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）分立器件已經在功率切換和微波/毫米波應用領域表現出優異的性能。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勢。實現 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 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，因此迫切需要發展可以在硅基片上大面積地（或特定的區域）生長異質外延 GaN 單晶薄膜的技術。









審核編輯：劉清