欧洲LAST POWER项目推动功率半导体发展

LAST POWER项目公布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、消费性电子、再生能源转换系统和电信应用。项目开发成果让欧洲跻身于世界高能效功率芯片研究商用的最前列。

欧洲纳米电子行动顾问委员会（ENIAC）联盟（JU）是纳米工业上市公司与民营企业的联盟组织，于2010年4月启动了LAST POWER项目，聚集了宽能隙功率半导体组件（Wide Bandgap Power Semiconductor）（SiC和GaN）领域的民营企业、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）、Institute for Microelectronics and Microsystems of the National Research Council –IMM-CNR（意大利）、Foundation for Research & Technology-Hellas – FORTH（希腊） , NOVASiC（法国）、Consorzio Catania Ricerche -CCR（意大利）、Institute of High Pressure Physics – Unipress（波兰）、 Universita della Calabria（意大利）、SiCrystal（德国）、SEPS Technologies（瑞典）、SenSiC（瑞典）、Acreo （瑞典）、Aristotle University of Thessaloniki - AUTH（希腊）。

碳化硅主要研发成果基于SiCrystal公司展示的离轴2°截止角的150mm直径的大面积4H-SiC基板。在晶体结构和表面粗糙度方面，材料质量与项目启动时的标准100mm 4°离轴材料兼容。在LPE/ETC，这些基板用于中度掺杂的外延层的外延生长，适用于加工600-1200V JBS（Junction Barrier Schottky）肖特基二极管和MOSFET，专案为在大面积（150mm）4H -SiC上生长外延开发了一个创新的化学气相沉积（CVD，Chemical Vapor Deposition）反应堆（reactor）。

外延层质量让意法半导体能够在工业生产在线制造JBS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°离轴材料相当。在这种情况下，关键制程是在NOVASiC上实现化学机械抛光（CMP，chemical mechanical polishing） - StepSiC ® 填充和平坦化，对于外延层生长前的基板制备和组件活动层表面粗糙度亚纳米控制，该制程是一个关键问题。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-SiC MOSFET的通道迁移率。

最后，项目与Acreo、FORTH合作开发出了用于高温4H-SiC JFET和MOSFET的全新技术模块，为可靠封装解决方案封胶体化合物（molding compound）和无铅芯片连接材料研究提供CCR支持。

LAST POWER项目还从事在功率电子应用中使用基于GaN组件的研究。特别是意法半导体在150mm 硅基板上生长AlGaN/GaN HEMT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。 LAST POWER与IMM-CNR、Unipress和意法半导体合作，采用一种无金（Gold-Free）方法开发常关型AlGaN/GaN HEMT组件。该制程模块与意法半导体生产线要求的芯片制造流程完全兼容，目前正整合至HEMT生产线。项目成员在材料生长和装置技术方面已有相当的合作互动，让业界向单芯片整合GaN和SiC组件的目标迈出重要一步，这两项技术在2°离轴4H-SiC基板上均取得成功。