Page 14 - 能量採集技術開啟醫療應用新局

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當然，業界僅對汽車這一高利 潤市場產生關注是可以理解的。這 場爭奪該產業市佔率的競賽，促 使各家公司努力提高產能、採用 200mm晶圓並提高產量，從而也 為打開高壓市場這類相對較小的 市場投入所需的大量研發活動。
僅5μm，元件的電阻已減小到使 來自SiC通道區域和基板之固定電 阻佔主導地位的程度，從而避免進 一步的尺寸縮小。儘管在未來幾代 中改進650V MOSFET似乎有相當 大的餘地，但很難將這些固定電 阻降低到足以支持商用300V SiC MOSFET的程度。
650V和1,200V時是一種很好的技 術，但也有可能在更高的電壓下變 得更好。隨著將漂移區厚度放大 到30μm以支援額定電壓為3.3kV 的元件，其電阻超過了基板和通道 的電阻，從而使元件更接近技術 極 限。因 此，在 未 來，符 合 當 今 S i C 元件品質的高壓SiC MOSFET，在 高達10kV的電壓下將比現有的Si 技術具有更大的優勢。
值得慶幸的是，研究部門一直 在努力工作，也已經設計、製造和 試用了許多更高電壓的SiC技術展 示產品，有助於我們瞭解SiC超接 面(SJ) MOSFET、IGBT和閘流體 對這些高壓應用的可能影響。
在這些低電壓下，沒有通道的 元件(如Qorvo/UnitedSiC的級聯 型JFET)具有RDS(on)優勢:晶圓 削薄一些，可以實現電阻非常低的 SiC FET。實際上，考慮到使用工業 相容方法可以進一步提高SiC通道 遷移率的實際限制，SiC JFET可 能是唯一可以實現低於600V額定 電壓的元件。
從技術方面來看，幾乎沒有什 麼能阻止SiC MOSFET技術的微 縮。3.3kV元件在學術文獻中已經 相當成熟，並且已經存在製造高達 約10kV優質磊晶層所需的技術。
電 壓 上 升，而 不 是 下 降?
650V仍將是SiC MOSFET 的基礎，這是一個相當安全的預 測。圖2的單極元件極限圖描繪了 當今的商用SiC元件，並繪製其電 阻與阻斷電壓的關係，這也揭示 了該技術的局限性。隨著電壓阻 斷漂移區在650V時的厚度減小到
擴增單極SiC MOSFET的電 壓級
然而，正如使用英國公司PGC Consultancy的SiC裸晶成本模 型所建模的，在這些更高的電壓 下，SiC裸晶的經濟規模會發生變 化。首先，所需的電壓越高，支援 它的漂移區就必須越寬，因此磊晶 成本就越高。其影響如圖3所示，由 圖中可知，對於60μm、6.5kV的元 件，其磊晶成本將會超過基板，成 為其最大製程成本。
圖2中顯示當前SiC技術限制 的點劃線所暗示的是，雖然SiC在
圖2:繪製在單極元件極限圖上的650V和1,200V SiC元件現況。
雖然多晶圓磊晶工具的創新可 能降低這一成本，但是由厚漂移區 電阻引起的第二個成本問題是不可 避免的。電壓等級每提高一級，都 需要漂移區比以前的等級更厚且 摻雜更低。隨著電壓倍增，電阻將 增加大約5.5倍。為了抵消這一點， 並保持特定的電流/電阻額定值(圖 3中的100A裸晶)，就必須按比例增 加裸晶尺寸。然而，增加裸晶尺寸 會對良率產生複合效應，從而影響 成本。每個晶圓生產的裸晶數量將 會減少，而由磊晶缺陷報廢的比例
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