Banebrytende transistorteknologi - Elektronikknett
SFN wafer slide0

Banebrytende transistorteknologi

Ny halvlederprosess åpner for 1200V/75A QJT krafttransistorer i en TO247-pakke. Krafttransistor og digital styring skal kunne integreres på samme silisium på 8 dager.   

Bizen er navnet på den banebrytende nye silisiumskiveprosessen som nå er blitt verifisert med fysiske «wafere» og kalibrert til å levere de samme spenningsnivåene, svitsjehastighetene og effekthåndteringsytelsen som bredt båndgap-komponenter (WBG).

Bak teknologien står et britisk selskap med det klingende navnet Search For The Next, Ltd. (SFN). 

Bizen PR pic Sept 20 Ny prosessteknologi gir ytelse som SiC- eller GaN-baserte bredt-båndgap-transistorer, på standard silisiumsubstrater.

De første komponentene som tar i bruk Bizen er medlemmer av QJT (Quantum Junction Transistor) familien, som vil inkludere tre produkter spesifisert med henholdsvis 1200V/75A, 900V/75A og 650V/32A, tilgjengelige i industristandard TO247 eller TO263 kraft-MOSFET pakker.

Et særdeles viktig poeng er at disse komponentene kan produseres ved bruk av standard silisiumsubstrater i konvensjonelle silisiumprosesseringslinjer for større geometrier. 

– For å oppnå dette ytelsesnivået for tradisjonelle silisiumbaserte MOSFETs, må komponentstørrelsen økes. 1200V/75A i en TO247 kapsling kan oppnås ved bruk av bredt-båndgap-materialer som silisiumkarbid (SiC), men denne tilnærmingen har noen kjente utfordringer, forklarer David Summerland, CEO og grunnlegger av SFN.  – For eksempel tar det mye lengre tid å prosessere SiC, og teknologien har et mye større karbonavtrykk i produksjonen.  I tillegg kan ikke SiC skaleres på samme måte som silisium, og det økonomiske argumentet om at SiC kan matche silisium tar ikke i betraktning alle fordelene som muliggjøres med Bizen, fremholder han.

– Til sammenligning beviser data vi har innhentet fra fysiske tester av silisiumskiver at våre QJT ved å bruke Bizen på silisiumsubstrater leverer samme ytelse som SiC eller GaN, hevder Summerland videre. – Like fullt er produksjonsutstyret som kreves for å lage en QJT eksakt det samme som for en standard silisium MOSFET, og Bizen-prosessen tilfører ikke noe ekstra produksjonskompleksitet, påpeker han.  

Bizen tilfører kvantemekanikk til en tradisjonell bipolar silisiumprosess. Resultatet skal være en svært robust og pålitelig komponent, med «arven» fra og egenskapene til tradisjonell bipolar silisiumteknologi. Bizen skal også kunne redusere ledetidene fra 15 uker – noe som er typisk for integrasjon av MOS for å lage storskalaintegrert CMOS – til mindre enn to uker, og halverer antallet prosesslag; De nye QJTene bruker de samme åtte lagene og silisiumskiveprosess.

Tester av silisiumskiver skal også ha avdekket at Bizen-prosessen utviser en effektiv strøm-gain på over én million.  Ifølge SFN vil dette muliggjøre direkte forbindelse mellom den 1200V/75A QJT krafttransistoren og en lavspenning/lavstrøm utgangsport på en CPU, slik som PWM.

–  QJT er den første kraftkomponenten i veikartet til Bizen-familien. Dette vil om kort tid lede videre til PJT (Processor Junction Transistor), en integrert Bizen-komponent med sin egen prosesser, som dessuten vil kunne produseres med en produksjonssyklus på åtte dager, noe som i seg varsler en ny epoke med intelligente kraftkomponenter, uttaler Summerland. 

Produktene markedsføres gjennom SFNs handelsledd Wafertrain.

Kommentarer