iDeal Semi descrive in dettaglio la sua tecnologia SuperQ...

Aug 10, 2023

“Abbiamo introdotto il concetto di SuperQ ed è stato interessante vedere come il mercato reagisce al lavoro in silicio piuttosto che all'ampio gap di banda. Siamo molto probabilmente l'unica startup di energia al silicio negli Stati Uniti", dice Mark Granahan, CEO e fondatore a eeNews Europe Power

“C'è stata un'enorme quantità di sorprese. Non è difficile non credere che il silicio sia una retorica morta nell'elettronica di potenza e tutti presumevano che fosse così", ha affermato Ryan Manack, vicepresidente del marketing di iDeal. “Ma le barriere all'ingresso per WBG sono alte con nuovi concetti, come utilizzare questi dispositivi, come guidarli, quindi essere in grado di sfruttare una trama di potenza del silicio ben compresa, nonché i costi e la producibilità è stato un bel messaggio. Molte applicazioni sono rimaste sorprese dal fatto che possiamo offrire queste prestazioni in silicio”.

La tecnologia SuperQ utilizza un cocktail di materiali dielettrici, attacco e deposizione di strati atomici per migliorare le prestazioni di tutti i tipi di dispositivi di potenza. Consente una resistenza specifica (RSP) molto più bassa per una resistenza molto più bassa, che a sua volta offre un miglioramento nelle prestazioni di commutazione poiché il die è più piccolo.

"Crediamo che SuperQ possa continuare a fornire miglioramenti prestazionali simili al passaggio ai dispositivi a supergiunzione", ha affermato Granahan. “Lo spessore fondamentale della regione di deriva imposta la tensione di rottura e tale spessore aumenta la resistività del dispositivo. Oggi, per le tecnologie di supergiunzione, il 50% dell’area di conduzione è costituito da materiale di tipo n, che rappresenta un limite fondamentale di 13-15 V per micron”, ha affermato Granahan.

“La nostra tecnologia fornisce un blocco di tensione da 19 a 20 V/um poiché abbiamo preso fondamentalmente la regione p e l’abbiamo quasi eliminata utilizzando una capacità di incisione e attraverso un set di materiale dielettrico che ci consente di fornire il bilanciamento della carica in un’area molto piccola. L'area di conduzione è notevolmente ampliata, quindi abbiamo più area e quindi miglioriamo l'RSP. Ciò fornisce un blocco della tensione da 19 a 20 V/um, un miglioramento del 30%, quindi la nostra epitassia è molto più sottile. L’area di conduzione più ampia e la maggiore concentrazione di drogaggio forniscono una tecnica di blocco dell’alta tensione molto efficace”.

L’utilizzo di strumenti più moderni per la produzione di trucioli rende inoltre il processo di produzione più semplice ed economico per le fonderie.

"La nostra tecnologia è stata adottata da CMOS con alcuni film e materiali, quindi stiamo lavorando a livello nanometrico nel mondo dell'energia", ha affermato Granahan. "Anziché l'impianto epi con oltre 18 maschere e tempi di processo lunghi, o il trench e il riempimento con 14 maschere, la nostra deposizione ALD e mordenzatura ha meno di 10 maschere, quindi il nostro costo di capitale è basso e il processo è più breve."

"Abbiamo lavorato molto sui test di affidabilità per dimostrare la tecnologia e superare tutti i test ben noti per un dispositivo di alimentazione al silicio e, al centro di tutto, la capacità della pellicola di trattenere la carica è molto importante, quindi abbiamo effettuato l'affidabilità sulla pellicola stessa e poi sul dispositivo che mostra che la tensione di rottura e la corrente di dispersione sono stabili nel tempo.

“La nostra struttura MOSFET è molto semplice ed elegante. Il conteggio delle maschere è di circa 10-11 e questo gioca a favore dell’affidabilità del dispositivo”.

“Qualsiasi dispositivo che necessita di condurre corrente e bloccare la tensione può utilizzare SuperQ, quindi diodi e MOSFET. Analizzando il mercato, circa il 90-95% dello spazio è inferiore a 850 V, quindi si tratta davvero di un mercato enorme”, ha affermato Manack.

Il singolo processo può essere utilizzato per MOSFET e diodi da 60 V a 850 V invece di dover utilizzare più tecnologie per coprire un ampio intervallo di tensione.

"A 60-200 V ci sono consumatori, azionamenti a motore, biciclette elettriche e l'intero spazio server e intelligenza artificiale che cercano di fornire molta potenza e hanno bisogno di 120-200 V", ha affermato.

"La struttura del dispositivo è ottimizzata per una commutazione rapida", ha affermato Granahan. “A quel film piace raccogliere buchi, quindi nella transizione di commutazione questi buchi vengono mantenuti in superficie e quindi la struttura del cancello sperimenta sia strutture laterali che trincee del cancello. È il meglio dei due mondi con eccellenti caratteristiche DC con commutazione eccellente. Possiamo facilmente superare la gamma di 150kHz che è la gamma superiore dei progetti di potenza”.