红旗研发:一汽首款 750V 碳化硅功率芯片流片成功

2023-04-14 21:10IT之家 - 潇公子

IT之家 4 月 14 日消息,红旗研发总院新能源开发院功率电子开发部与中国电子科技集团第 55 研究所联合开发的一汽首款电驱用 750V 碳化硅功率芯片近期完成样品流片,正式进入产品级测试阶段。

750V 碳化硅功率芯片

功率芯片贴装工艺验证

碳化硅技术是新能源电驱系统发展的核心驱动力之一,未来 5 年车用碳化硅功率模块的年复合增长率将达到 38.3%,市场规模将达到 44.13 亿美元(IT之家备注:当前约 303.17 亿元人民币)。作为电驱系统功率模块的核心器件,碳化硅功率芯片仍然处于被国外芯片企业垄断的状态,成为限制我国新能源汽车快速发展的关键瓶颈。

红旗功率电子开发部依托丰富的电驱系统开发应用经验,主导 750V 碳化硅功率芯片产品技术需求定义,联合中电科 55 所,从结构设计、工艺技术、材料应用维度开展技术攻关,芯片比导通电阻达到 2.15mΩ・cm²,最高工作结温 175℃,达到国际先进水平。

采用有限元仿真和工艺实验相结合的方法,完成平面栅碳化硅芯片的元胞建模及结构优化设计。开展 JFET 区结构参数优化,使芯片在导通和阻断性能之间取得最佳平衡;对终端结构进行设计优化,提高终端保护效率,提升器件耐压能力。

建立稳定的碳化硅芯片薄片工艺,通过衬底减薄和激光退火的方法有效降低衬底电阻;采用栅介质氧化及氧化后的氮化处理方法,降低界面态密度,完成一氧化氮退火工艺参数优化及可靠性验证,提高了沟道迁移率和阈值电压稳定性。

采用国产低缺陷衬底材料与高均匀性外延材料,进一步降低碳化硅功率芯片失效概率,提高芯片可靠性;应用可支持银烧结工艺的表面金属层材料,大大提升了芯片散热效果,可支持高温下的稳定安全工作。

平面栅元胞结构示意图

电场分布仿真示意图

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