Full-SiC Single-Chip Buck and Boost MOSFET-JBS Converters for Ultimate Efficient Power Vertical Integration

Autor: Makhoul, Ralph, Bourennane, Abdelhakim, Phung, Luong Viêt, Richardeau, Frédéric, Lazar, Mihai, Beydoun, Nour, Kostcheev, Sergueï, Godignon, Philippe, Planson, Dominique, Morel, Hervé, Bourrier, David
Přispěvatelé: Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Convertisseurs Statiques (LAPLACE-CS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Lumière, nanomatériaux et nanotechnologies (L2n), Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro Nacional de Microelectronica [Spain] (CNM), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), This national inter-lab research work received financialsupport from the French National Research Agency (ANR).The project name is 'MUS²-IC' for Monolithic Ultimate powerSwitching cell in SIlicon Carbide (n° ANR-21-CE05-0005),over the period 2022 – 2025. This work was supported byLAAS-CNRS and NanoMat micro and nanotechnologiesplatforms, members of the Renatech french national network., Institute of Computer Science of AGH University of Science and Technology, ANR-21-CE05-0005,MUSIC,Cellule de commutation de puissance ultime en carbure de silicium(2021)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: IEEE 30th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems
IEEE 30th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, Institute of Computer Science of AGH University of Science and Technology, Jun 2023, Kraków, Poland. https://www.mixdes.org/Mixdes3/
Popis: International audience; This paper aims at demonstrating the relevance of a new design perimeter for power switching cells through a monolithic vertical integration approach on a multi-terminal power chip with Wide-Band Gap material such as 4H silicon carbide (SiC). Multi-terminal monolithic architectures making use quasi-only of vertical unipolar switch (VDMOS) and JBS diode architecture within the context of a 600V/10A full integration of switching cells on 4H-SiC chips are proposed and validated through Sentaurus 2D numerical simulations. The key method to etch and to fill the metallic via needed to connect the VDMOS and the JBS from top to back side of the SiC wafer is presented. The first optimization of the electroplating process resulted in a Ni metal layer of about 5µm thick.
Databáze: OpenAIRE
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