可降低成本，日本公司开发出新碳化硅烧结材料
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2024-07-24 01:40:33
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据日媒报道，7月17日，日本材料公司Daicel与大阪大学共同宣布成功开发出一种新型银硅复合烧结材料，可提高碳化硅（SiC）功率半导体的性能。

这一成就是由Daicel和大阪大学科学与工业研究所柔性3D封装合作研究所特聘副教授滕头领导的联合研究团队取得的。

source：拍信网

据悉，此前功率半导体通常由硅制成，但随着应用功率的逐步增大，硅逐步失去话语权。目前，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体在大功率领域已得到了实际应用。虽然碳化硅功率半导体的普及是意料之中的事情，但其在200℃以上高温环境下的工作仍面临一些阻碍。要解决此类问题，必须开发出保证稳定运行的耐热和散热技术，以及保持结构可靠性的材料，但这些技术的开发却进展缓慢。

迄今为止，人们主要考虑使用银纳米粒子（粒径小于100nm）烧结和接合技术来解决这些高温操作问题。然而，在严重的热冲击试验（-50~250°C）中，银键合与半导体器件键合之间的界面（边界）出现裂纹和结构破坏等问题仍然存在。因此，研究团队尝试开发一种新的银硅键合材料。

这种新型键合材料在银硅键合界面的硅表面有一层氧化膜，可确保形成低温界面，实现低热膨胀系数的键合材料，显著改善界面开裂和结构破坏问题。此外，通过调整硅的添加量，还可以控制热膨胀系数。

此外，通过使用研究开发的银硅复合烧结材料作为碳化硅功率半导体和DBC基板（带铜电路的陶瓷基板）之间的结合材料，成功地减少了碳化硅功率半导体和结合材料之间的热膨胀不匹配。即使在恶劣的工作环境中，也不易在接合界面上出现裂缝和结构破坏，从而实现了出色的接合可靠性。此外，与传统的纯银键合材料相比，硅的加入有望降低材料成本。

文：集邦化合物半导体Morty整理

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