iDeal Semi detalha sua tecnologia SuperQ ...

Aug 10, 2023

“Introduzimos o conceito de SuperQ e tem sido interessante ver como o mercado reage ao trabalho em silício, em vez de em banda larga. Somos muito provavelmente a única startup de energia de silício nos EUA”, disse Mark Granahan, CEO e fundador, à eeNews Europe Power.

“Houve uma tremenda surpresa. Não é difícil não achar que o silício é uma retórica morta na eletrônica de potência e todos presumiram que era esse o caso”, disse Ryan Manack, vice-presidente de marketing da iDeal. “Mas as barreiras de entrada para o WBG são altas com novos conceitos, como usar esses dispositivos, como acioná-los, portanto, ser capaz de montar uma trama de poder de silício que é bem compreendida e o custo e a capacidade de fabricação têm sido uma boa mensagem. Muitas das aplicações ficaram surpresas com o fato de podermos oferecer esse desempenho em silício.”

A tecnologia SuperQ utiliza um coquetel de materiais dielétricos, gravação e deposição de camadas atômicas para melhorar o desempenho de todos os tipos de dispositivos de energia. Ele permite uma resistência específica muito menor (RSP) para uma resistência muito menor, o que, por sua vez, proporciona uma melhoria no desempenho de comutação, pois a matriz é menor.

“Acreditamos que o SuperQ pode continuar a fornecer melhorias de desempenho semelhantes à mudança para dispositivos de superjunção”, disse Granahan. “A espessura fundamental da região de deriva define a tensão de ruptura e essa espessura aumenta a resistividade do dispositivo. Hoje, para tecnologias de superjunção, 50% da área de condução é de material do tipo n, que é um limite fundamental de 13-15V por mícron”, disse Granahan.

“Nossa tecnologia fornece um bloqueio de tensão de 19 a 20 V/um, pois basicamente pegamos a região p e quase a eliminamos usando um recurso de gravação e por meio de um conjunto de material dielétrico que nos permite fornecer balanceamento de carga em uma área muito pequena. A área de condução está bastante ampliada então temos mais área e assim melhorando o RSP. Isso proporciona um bloqueio de tensão de 19 a 20 V/um, uma melhoria de 30%, portanto nossa epitaxia é muito mais fina. A maior área de condução e maior concentração de dopagem proporcionam uma técnica de bloqueio de alta tensão muito eficaz.”

O uso de ferramentas mais modernas de fabricação de chips também torna o processo mais simples e barato para a produção das fundições.

“Nossa tecnologia foi adotada do CMOS com alguns dos filmes e materiais, por isso estamos trabalhando em nível nanométrico no mundo da energia”, disse Granahan. “Em vez de implantar epi com mais de 18 máscaras e longos tempos de processo, ou trincheira e recarga com 14 máscaras, nossa deposição de ataque e ALD tem menos de 10 máscaras, portanto nosso custo de capital é baixo e o processo é mais curto.”

“Trabalhamos muito em testes de confiabilidade para provar a tecnologia e passamos por todos os testes conhecidos para um dispositivo de potência de silício e, no centro disso, a capacidade do filme de manter a carga é muito importante, então fizemos a confiabilidade no próprio filme e depois no dispositivo que mostra que a tensão de ruptura e a corrente de fuga são estáveis ​​ao longo do tempo.

“Nossa estrutura MOSFET é muito simples e elegante. A contagem de máscaras é de cerca de 10 a 11 e isso contribui para a confiabilidade do dispositivo.”

“Qualquer dispositivo que precise conduzir corrente e bloquear tensão pode usar SuperQ, portanto diodos e MOSFETs. À medida que analisamos o mercado, cerca de 90 a 95% do espaço cai abaixo de 850V, então é realmente um mercado enorme”, disse Manack.

O processo único pode ser usado para MOSFETs e diodos de 60 V a 850 V, em vez de ter que usar múltiplas tecnologias para cobrir uma ampla faixa de tensão.

“De 60 a 200 V, há consumidor, acionamento motorizado, bicicleta elétrica e todo o espaço de servidor e IA que busca fornecer muita energia e precisa de 120 a 200 V”, disse ele.

“A estrutura do dispositivo é otimizada para troca rápida”, disse Granahan. “Esse filme gosta de coletar buracos, então na transição de comutação esses buracos são mantidos na superfície e assim a estrutura do portão experimenta estruturas laterais e de trincheira. É o melhor dos dois mundos, com excelentes características DC e excelente comutação. Podemos facilmente quebrar a faixa de 150kHz, que é a faixa superior dos designs de potência.”