North Carolina State University Foundry-Prozess für Siliziumkarbid

Prozessierter SiC-Wafer.
Prozessierter SiC-Wafer.

Bisher konnten nur Unternehmen bei SiC aktiv sein, die diese Bauteile auch selber fertigen. Auf der ICSCRM 2017 hat die North Carolina State University mit PRESiCE einen Foundry-Prozess für SiC vorgestellt. Dadurch können viele Unternehmen in diesen Markt einsteigen, sodass am Ende der Preis sinkt.

Forscher von der North Carolina State University um Prof. Jay Baliga rollen einen neuen Herstellungsprozess und ein neues Chipdesign für Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) aus. Der Prozess – PRESiCE genannt – wurde mit Unterstützung von PowerAmerica entwickelt und vom US-Energieministerium gefördert, um es Unternehmen zu erleichtern, in den SiC-Markt einzutreten und neue Produkte zu entwickeln. Die Forscher haben den PRESiCE-Prozess und das Chipdesign bereits an ein Unternehmen lizenziert und sind im Gespräch mit mehreren anderen.

Bislang haben Unternehmen, die SiC-Leistungshalbleiter entwickelt haben, ihre Prozesse proprietär gehalten und es so anderen Unternehmen erschwert, mit eigenen Produkten auf den Markt zu kommen. Dies hat auch die Kosten für solche Bauteile hoch gehalten. Die Forscher der North Carolina State haben PRESiCE entwickelt, um diesem Flaschenhals zu begegnen. Ziel war es, die Einstiegshürde für die Unternehmen zu senken und die Innovation zu erhöhen.

Das PRESiCE-Team arbeitete mit X-Fab im US-Bundesstaat Texas als Foundry-Partner zusammen, um den Herstellungsprozess zu implementieren. Nun ist er qualifiziert und zeitigt eine hohe Ausbeute und die enge statistische Verteilung der elektrischen Parameter für SiC-Leistungshalbleiter, wie sie notwendig sind, um für die Industrie attraktiv zu sein.

»Wenn sich mehr Unternehmen in der Herstellung von SiC-Leistungsbauteilen engagieren, steigt das Produktionsvolumen bei der Foundry, und die Kosten sinken«, sagte Prof. Baliga. Momentan kosten SiC-Bauteile etwa fünfmal so viel wie Komponenten aus Silizium. »Unser Ziel ist es, auf das 1,5-Fache der Kosten für Siliziumbauteile zu kommen«, sagte Baliga. »Dann wird hoffentlich der positive Kreislauf beginnen: Niedrigere Kosten führen zu einer höheren Nutzung; höhere Nutzung wiederum lässt das Produktionsvolumen steigen; größere Produktionsvolumen wiederum reduziert die Kosten und so weiter.«