深圳平湖实验室高温SiC JFET集成电路（IC）平台取得进展

近日，深圳平湖实验室第三代跃升团队在碳化硅结型场效应晶体管JFET集成电路（IC）研发上取得阶段性进展，成功开发并验证SiC JFET IC技术路线。相比国际先进高温碳化硅JFET IC ±25V电源电压，实验室碳化硅IC逻辑门电路、单级放大器、差分放大器等IC结构可以在±5V及以下电源电压水平下正常工作，实现设计功能。

图一 SiC JFET IC OM及SEM图

该SiC JFET IC平台基于深圳平湖实验室先进的8英寸SiC中试平台开发，同时兼容SiC功率JFET与JFET集成电路（IC）技术工艺，可以满足不同电阻规格的JFET与JFET IC技术开发需求。基于平台器件电性测试结果提取SPICE模型，可以较好拟合单级放大器电性测试结果（图二右）。设计差分放大器结构进一步优化后，基于SPICE模型仿真，在-5.90V的共模电压下，可实现39.1dB差分电压增益和407kHz的-3dB带宽，以及极高输入阻抗。

 图二 （左）兼容SiC功率JFET与JFET IC的多项目晶圆照片 （右）提取单级放大器SPICE模型与实测数据对照 （下）差分放大器波特图

SiC JFET作为性能优异的新型功率半导体器件，可以实现极端高温场景应用。特别是在500℃高温环境短期工作场景。实验室通过高温器件设计，不使用Pt、Au等贵金属方案，获得可以500℃可靠工作1小时碳化硅IC样品。

图三 碳化硅集成电路IC可靠性测试

深圳平湖实验室同时探索了高温JFET驱动与功率器件全集成方案，并已获得中国专利授权（公开号：CN120091622B）。

这一技术进展为我国在高端功率半导体领域的自主可控提供了有力支撑，未来将在极限环境电子系统等关键领域具有广阔应用前景。

撰稿 |  王晓萍