Una plataforma única para dispositivos semiconductores MOS
El SiC, con una idoneidad demostrada para aplicaciones de alta potencia y alta temperatura combinada con ahorros importantes de energía, es el próximo material estrella en el mundo de la electrónica de potencia. Se presenta en muchas estructuras cristalinas diferentes conocidas como politipos, siendo las más estables 4H-, 6H-, 15R- y 3C-SiC. Aunque investigadores de todo el mundo no han escatimado tiempo y esfuerzos en el desarrollo de dispositivos electrónicos innovadores con este material, la inmadurez de las interficies con la capa aislante de dióxido de silicio (SiO2) o los contactos metálicos está obstaculizando la fabricación de dispositivos de altas prestaciones. Ese podría ser el caso únicamente con el 4H-SiC. No obstante, la elaboración de politipos 3C- o 15R-SiC a temperaturas por encima de 2 000 °C es mucho más complicada en comparación con el 4H-SiC. La red de formación inicial financiada con fondos europeos NETFISIC (Training network on functional interfaces for SiC) aglutinó a doce socios europeos de siete países diferentes. Su objetivo principal era explorar varias rutas de mejora de las propiedades tanto interficiales como másicas del 4H-SiC, buscando al mismo tiempo soluciones para el crecimiento de los politipos 3C- y 15R-SiC. Como aplicaciones de especial interés, el trabajo se centró en los capacitores de semiconductores metal-óxido (MOS) y los diodos de Schottky. Un grupo de científicos dedicados al SiC y recién seleccionados (dieciséis en total) trabajó de forma rotativa en todos los laboratorios asociados, los cuales compartieron su formación para mejorar los conocimientos personales y también la transferencia de conocimientos y la colaboración entre los laboratorios. Los científicos generaron nuevo conocimiento sobre los mecanismos de crecimiento y las propiedades de los politipos 3C- y 15R-SiC, principalmente utilizando técnicas de deposición de vapor. El dopaje del 4H-SiC con germanio, un elemento de uso no muy habitual, mostró una mejora inesperada pero apreciable en las propiedades electrónicas del politipo. Se dedicaron asimismo esfuerzos importantes a la mejora de las interficies SiC/SiO2, principalmente para aplicaciones MOS. Las medidas de bomba de carga resultaron ser un método fiable para el análisis en profundidad de las interficies. Al margen de las estructuras basadas en MOS, se realizó trabajo adicional en transistores de efecto de campo de unión y diodos de barrera de Schottky. Las actividades realizadas en el marco de NETFISIC iban dirigidas a obtener avances en el estado de la tecnología de SiC para la fabricación de dispositivos de potencia con mejores prestaciones en entornos difíciles. Además de reforzar la posición de la Unión Europea en un mercado global inmenso, la comercialización de los resultados del proyecto reducirá el consumo de energía y las emisiones de dióxido de carbono para lograr, además, importantes ventajas financieras y medioambientales.
Palabras clave
Electrónica de potencia, carburo de silicio, politipos, semiconductor metal-óxido, diodos de Schottky
