第三代半導體碳化硅功率器件具有耐壓高、耐溫高和能量轉換效率高等優(yōu)勢，在新能源汽車、光伏發(fā)電和軌道交通等諸多領域具有廣闊的應用前景。我國的碳化硅產業(yè)尚處于核心技術攻關的發(fā)展階段，國產化進程迫在眉睫。針對碳化硅功率器件研發(fā)“卡脖子”難題及實現(xiàn)產業(yè)化的挑戰(zhàn)，長沙市岳麓山大學科技城管理委員會組織實施的第二批核心技術攻關“揭榜掛帥”《大功率碳化硅MOSFET及SBD芯片技術研究》項目，由瀏陽泰科天潤半導體技術有限公司發(fā)榜，湖南大學和東莞天域半導體股份有限公司共同揭榜，多方合作進行技術攻關。
該項目已經(jīng)實施一年有余，目前進展順利，階段性成果顯著。針對本課題難點一一碳化硅MOSFET芯片研究部分，湖南大學團隊在設計過程中，大膽地摒棄了傳統(tǒng)的平面柵結構，提出了場板分離型SiC MOSFET的新型結構，泰科天潤則突破了高質量柵氧處理、表面鈍化、高溫變能多次離子注入等工藝難點，基于其在長沙的6寸碳化硅晶圓產線完成流片工作。泰科天潤的工程團隊展現(xiàn)了深厚的碳化硅工藝能力，批次流片的一致性和穩(wěn)定性得到了各專家的一致認可，為量產打下堅實的基礎。
由于引入了場板分離型的分裂柵結構，芯片具有更低的反向傳輸電容（Crss）,高頻優(yōu)值HF-FOM [RON × Crss]接近國外先進水平，較之傳統(tǒng)平面柵結構器件指標數(shù)值明顯改善。經(jīng)電學特性測試結果顯示5mm × 5mm的SiC MOSFET芯片導通電阻為17.1mΩ，與國際SiC龍頭企業(yè)國外大廠W類似產品的導通電阻一致或略優(yōu)。同時本次流片后的芯片總面積小于市場上同類產品（26mm2），能有效降低器件制造成本。在VDS=800V/IDS=50A的工況下實測發(fā)現(xiàn)本批次芯片開關性能有所提升，關斷損耗為0.35mJ，在同一工況下比國外大廠W同類產品的關斷損耗（0.42mJ）低17%，將有效提升電能變換效率，體現(xiàn)在如新能源汽車的下游應用中，將有助于提升電動汽車的續(xù)航里程。
項目整體進度領先預期時效，取得以上階段性成果，為最終攻堅成功打下了良好基礎。接下來各方將繼續(xù)深化合作，持續(xù)優(yōu)化提升SiC 器件性能，提高制備工藝的穩(wěn)定性，爭取盡快實現(xiàn)相關產品的穩(wěn)定量產，進一步提升我省在第三代半導體產業(yè)領域的影響力。
