iDeal Semi détaille sa technologie SuperQ...

Aug 10, 2023

« Nous avons introduit le concept de SuperQ et il a été intéressant de voir comment le marché réagit au travail sur le silicium plutôt qu'à la large bande interdite. Nous sommes très probablement la seule startup de production d'énergie à base de silicium aux États-Unis », a déclaré Mark Granahan, PDG et fondateur à eeNews Europe Power.

« Il y a eu énormément de surprises. Il n'est pas difficile de ne pas découvrir que le silicium est une rhétorique morte dans l'électronique de puissance et tout le monde pensait que c'était le cas », a déclaré Ryan Manack, vice-président du marketing chez iDeal. "Mais les barrières à l'entrée pour WBG sont élevées avec de nouveaux concepts, comment utiliser ces dispositifs, comment les piloter, donc pouvoir utiliser un réseau de puissance en silicium bien compris, ainsi que le coût et la fabricabilité, a été un bon message. De nombreuses applications ont été surprises par le fait que nous puissions offrir de telles performances avec le silicium. »

La technologie SuperQ utilise un cocktail de matériaux diélectriques, de gravure et de dépôt de couches atomiques pour améliorer les performances de tous types de dispositifs électriques. Il permet une résistance spécifique à l'état passant (RSP) beaucoup plus faible pour une résistance à l'état passant beaucoup plus faible, ce qui à son tour améliore les performances de commutation car la puce est plus petite.

"Nous pensons que SuperQ peut continuer à fournir des améliorations de performances similaires au passage aux dispositifs à superjonction", a déclaré Granahan. « L'épaisseur fondamentale de la région de dérive définit la tension de claquage et cette épaisseur s'ajoute à la résistivité du dispositif. Aujourd'hui, pour les technologies de superjonction, 50 % de la zone de conduction est constituée d'un matériau de type N, ce qui représente une limite fondamentale de 13 à 15 V par micron », a déclaré Granahan.

« Notre technologie offre un blocage de tension de 19 à 20 V/um car nous avons fondamentalement pris la région p et l'avons presque éliminée en utilisant une capacité de gravure et grâce à un ensemble de matériaux diélectriques qui nous permettent d'équilibrer les charges dans une très petite zone. La zone de conduction est considérablement élargie, ce qui nous donne plus de surface et améliore ainsi le RSP. Cela donne un blocage de tension de 19 à 20 V/um, soit une amélioration de 30 %, notre épitaxie est donc beaucoup plus fine. La zone de conduction plus grande et la concentration de dopage plus élevée offrent une technique de blocage haute tension très efficace.

L’utilisation d’outils de fabrication de puces plus modernes rend également le processus de production plus simple et moins coûteux pour les fonderies.

"Notre technologie a été adoptée à partir du CMOS avec certains films et matériaux, nous travaillons donc au niveau nanométrique dans le monde de l'énergie", a déclaré Granahan. "Plutôt qu'un implant épi avec plus de 18 masques et des temps de traitement longs, ou une tranchée et un remplissage avec 14 masques, notre gravure et dépôt ALD comportent moins de 10 masques, ce qui signifie que notre coût en capital est faible et le processus est plus court."

"Nous avons fait beaucoup de travail sur les tests de fiabilité pour prouver la technologie et avons passé par tous les tests bien connus pour un dispositif d'alimentation en silicium et, au cœur de celui-ci, la capacité du film à retenir la charge est très importante, donc nous avons fait une fiabilité sur le film lui-même puis sur l'appareil qui montre que la tension de claquage et le courant de fuite sont stables dans le temps.

« Notre structure MOSFET est très simple et élégante. Le nombre de masques est d’environ 10 à 11 et cela joue sur la fiabilité de l’appareil.

«Tout appareil qui doit conduire le courant et bloquer la tension peut utiliser SuperQ, donc des diodes et des MOSFET. Lorsque nous analysons le marché, environ 90 à 95 % de l'espace tombe en dessous de 850 V, il s'agit donc vraiment d'un marché énorme », a déclaré Manack.

Le processus unique peut être utilisé pour les MOSFET et les diodes de 60 V à 850 V plutôt que de devoir utiliser plusieurs technologies pour couvrir une large plage de tension.

« Entre 60 et 200 V, il y a le consommateur, le moteur, le vélo électrique, ainsi que tout l'espace serveur et IA qui cherchent à fournir beaucoup de puissance et ils ont besoin de 120 à 200 V », a-t-il déclaré.

"La structure de l'appareil est optimisée pour une commutation rapide", a déclaré Granahan. « Ce film aime collecter des trous, donc lors de la transition de commutation, ces trous sont maintenus à la surface et ainsi la structure de porte subit à la fois des structures de tranchées latérales et de porte. C'est le meilleur des deux mondes avec d'excellentes caractéristiques CC et une excellente commutation. Nous pouvons facilement dépasser la plage de 150 kHz, qui correspond à la plage supérieure des conceptions de puissance.