第三代半導體材料主要包括以氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶Ⅲ族氮化物、以碳化硅（SiC）為代表的寬禁帶Ⅳ族化合物以及寬禁帶氧化物，具備擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速率高、抗輻射能力強等優越性能，是固態光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”，在半導體照明、新一代移動通信、新能源并網、智能電網、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領域有廣闊的應用前景，正在成為全球半導體產業新的戰略高地。

　　2日上午，舉行的“碳化硅材料與器件分會” 來自日本大阪大學助理教授CHEN Chuantong分享了主題為SiC功率芯片貼片模組低應力連接技術報告。

 

　　寬禁帶半導體器件，如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)，由于其功率密度高，極端環境的高可靠性，和更高的集成度，為發展高功率電力電子系統提供了巨大的機會。此外，高溫SiC器件的發展，必須考慮電力電子模塊在高溫環境下(250攝氏度)的工作。

 

　　就此而言，常用的芯片鍵合的snag或sn-ag-cu合金，由于高溫下金屬界面形成的裂紋，故其對于高功率和高溫電力電子下應用是不可靠。為了解決高溫下焊錫合金的日益嚴峻的可靠性問題，采用燒結銀(Ag)-作為粘接層受到越來越多的關注，這是由于其高導熱性、高熔點和優良的電氣性能。

 

　　另一方面，由于功率模塊是由多層不同材料堆積而成的，這些材料具有不同的熱膨脹系數(CTE)和楊氏模量，因此高溫下失配的熱膨脹系數而產生的熱應力會導致缺陷的產生和傳播。因為要制作一個較厚的(大于100微米)的燒結膏，會導致粘結界面中累積大量應力，所以低應力粘接技術設計是必要的。

　　報告中表示，為SiC芯片的鍵合，研究了一種燒結微孔和鎢(W)薄膜的夾層結構。芯片粘連層被設計為微孔Ag/鎢/微孔Ag以便增加粘連層厚度，從而實現低應力的SiC功率模塊。Ag膏的厚度為0.1mm，而鎢的厚度分別為0.1mm和0.5mm。粘連層剪切強度高達60Mpa，1000次熱循環（-50-250 ℃）后仍然大于30MPa。此燒結技術最有希望應用于高溫工作的低應力的SiC功率模塊。（根據現場速記整理，如有出入敬請諒解?。?/span>