Problemy montażu struktur SiC stosowanych w elektronice wysokich temperatur i dużych mocy

Materiały półprzewodnikowe z szeroką przerwą zabronioną posiadają wiele zalet fizycznych, które stwarzają nowe możliwości ich zastosowania w elektronice wysokotemperaturowej i wysokomocowej. Z pośród półprzewodnikowych materiałów szerokopasmowych węglik krzemu stał się najbardziej obiecującym i odpowiednim materiałem dla przyrządów mocy pracujących w wysokich temperaturach. Węglik krzemu jest materiałem najszerzej badanym i najintensywniej rozwijanym i obecnie przyrządy wytwarzane na bazie SiC stały się handlowo dostępne do zastosowań wysokotemperaturowych i wysokomocowych. Niezawodność takich przyrządów jest ograniczona zarówno przez stabilność wysokotemperaturową kontaktów omowych jak i procesy montażu obejmujące zarówno montaż struktur jak i wykonywanie połączeń. Główna uwaga w tym artykule została zwrócona na problemy związane z montażem nieobudowanych struktur SiC oraz materiały spełniające stawiane im wymagania wysokotemperaturowe i wysokomocowe. Dokonano przeglądu różnych technologii montażu do zastosowań wysokotemperaturowych oraz opisano procesy montażu stosowane w badaniach własnych. Opisano także kilka wybranych materiałów na podłoża układów, do łączenia struktur oraz na obudowy, które są najodpowiedniejsze do zastosowań wysokotemperaturowych.

---

Wide bandgap semiconductors have many physical advantages which create their new possibilities for high power and high temperatures applications. From among these materials silicon carbide became the most promising and suitable material for power devices operating at high temperatures. Silicon carbide is the most researched and developed material and therefore power devices based on SiC are now becoming commercially available for high temperature and high power electronic. The reliability of these devices is limited as well by the stability of ohmic contacts at high temperature and assembly processes comprising die attach and interconnections technology. The main attention in this paper is focused on SiC bare die assembly and materials which fulfill high temperatura and high power requirements. There will be described assembly processes used in own researches and made a survey of die attachment processes which fulfill temperatures demands. Also this paper presents a selection of materials for power devices including substrates, packages and bonding materials which are potentially suitable in high temperatures applications. The results of own researches will also be presented