针对SiC功率器件封装的高性能和高可靠性要求,文章研究了芯片双面银烧结技术与粗铜线超声键合技术的高可靠性先进互连工艺。通过系列质量评估与测试方法对比分析了不同烧结工艺对芯片双面银烧结层和芯片剪切强度的影响,分析了衬板表面...针对SiC功率器件封装的高性能和高可靠性要求,文章研究了芯片双面银烧结技术与粗铜线超声键合技术的高可靠性先进互连工艺。通过系列质量评估与测试方法对比分析了不同烧结工艺对芯片双面银烧结层和芯片剪切强度的影响,分析了衬板表面材料对铜线键合强度的影响,最后对试制样品进行温度冲击测试,讨论了温度冲击对银烧结显微组织及其剪切强度的影响,以及对铜线键合强度的影响。试验结果表明:一次烧结工艺与分次烧结工艺的芯片剪切强度均达到了工业生产要求的标准值,但分次烧结工艺的银烧结效果在组织结构和芯片剪切强度上都要优于一次烧结工艺;温度冲击测试后烧结银显微组织的烧结颈增大,孔隙增大,并且2种烧结工艺的芯片剪切强度都明显增大。衬板材质对铜线超声键合强度有很大影响,在裸铜活性金属钎焊(Active Metal Braze,AMB)上的键合性能表现出更好的力学性能,温度冲击后裸铜AMB上的键合点力学性能会退化,但镀银AMB上的力学性能反而会增强;结合拉力测试后第二键合点的断裂模式,温度冲击使裸铜AMB上键合点的断裂模式从100%颈部断裂转向焊点脱落,而使镀银AMB上的焊点脱落逐渐减少。展开更多
为了准确地表征4H-SiC MOSFET经过高温栅偏(HTGB)测试后的栅源电压漂移,优化氮退火工艺条件以改善MOSFET栅源电压的稳定性,在n型4H-SiC(0001)外延片上制备了横向扩散MOSFET(LDMOSFET)和纵向扩散MOSFET(VDMOSFET)。对栅氧化层采用不同温...为了准确地表征4H-SiC MOSFET经过高温栅偏(HTGB)测试后的栅源电压漂移,优化氮退火工艺条件以改善MOSFET栅源电压的稳定性,在n型4H-SiC(0001)外延片上制备了横向扩散MOSFET(LDMOSFET)和纵向扩散MOSFET(VDMOSFET)。对栅氧化层采用不同温度、时间和气氛进行氮退火,并对制备的MOSFET进行了HTGB测试,探讨了栅压应力大小、应力时间、温度对栅源电压漂移的影响。结果表明:相比LDMOSFET,VDMOSFET可以更有效地表征栅源电压漂移趋势;氮退火对栅源电压正向漂移影响较小;NO退火后增加高温N_(2)退火、提高NO退火的温度和增加NO退火的时间均会引起VDMOSFET栅源电压负向漂移量增加;当栅压应力为-16 V、应力时间为500 s时,1200℃、70 min NO退火的VDMOSFET的栅源电压漂移比1250℃、40 min NO退火的小0.1~0.3 V。展开更多
为了研究4H-SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)沟道迁移率和界面态密度的影响因素,通过在N型4H-SiC(0001)外延片上制备不同沟道长度和宽度的横向扩散MOSFET(LDMOSFET),其干氧氧化的栅极氧化层在不同温度和时间的NO和/或N2气氛中...为了研究4H-SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)沟道迁移率和界面态密度的影响因素,通过在N型4H-SiC(0001)外延片上制备不同沟道长度和宽度的横向扩散MOSFET(LDMOSFET),其干氧氧化的栅极氧化层在不同温度和时间的NO和/或N2气氛中退火,测试了其输出和转移曲线,提取了有效迁移率和场效应迁移率,利用亚阈值摆幅法提取了界面态密度,并探讨了漏源电压、晶圆位置、温度对迁移率和界面态密度的影响。结果显示,LDMOSFET的沟道尺寸对沟道迁移率和界面态密度有显著的影响,增加NO的退火温度和时间可以提高沟道迁移率,1250℃40 min NO退火和1200℃70 min NO退火的LDMOSFET的常温峰值迁移率均约为45 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),沟道迁移率随测试温度的增加而增加,且高栅压下栅压比测试温度对迁移率的影响更大。展开更多
文摘针对SiC功率器件封装的高性能和高可靠性要求,文章研究了芯片双面银烧结技术与粗铜线超声键合技术的高可靠性先进互连工艺。通过系列质量评估与测试方法对比分析了不同烧结工艺对芯片双面银烧结层和芯片剪切强度的影响,分析了衬板表面材料对铜线键合强度的影响,最后对试制样品进行温度冲击测试,讨论了温度冲击对银烧结显微组织及其剪切强度的影响,以及对铜线键合强度的影响。试验结果表明:一次烧结工艺与分次烧结工艺的芯片剪切强度均达到了工业生产要求的标准值,但分次烧结工艺的银烧结效果在组织结构和芯片剪切强度上都要优于一次烧结工艺;温度冲击测试后烧结银显微组织的烧结颈增大,孔隙增大,并且2种烧结工艺的芯片剪切强度都明显增大。衬板材质对铜线超声键合强度有很大影响,在裸铜活性金属钎焊(Active Metal Braze,AMB)上的键合性能表现出更好的力学性能,温度冲击后裸铜AMB上的键合点力学性能会退化,但镀银AMB上的力学性能反而会增强;结合拉力测试后第二键合点的断裂模式,温度冲击使裸铜AMB上键合点的断裂模式从100%颈部断裂转向焊点脱落,而使镀银AMB上的焊点脱落逐渐减少。
文摘为了准确地表征4H-SiC MOSFET经过高温栅偏(HTGB)测试后的栅源电压漂移,优化氮退火工艺条件以改善MOSFET栅源电压的稳定性,在n型4H-SiC(0001)外延片上制备了横向扩散MOSFET(LDMOSFET)和纵向扩散MOSFET(VDMOSFET)。对栅氧化层采用不同温度、时间和气氛进行氮退火,并对制备的MOSFET进行了HTGB测试,探讨了栅压应力大小、应力时间、温度对栅源电压漂移的影响。结果表明:相比LDMOSFET,VDMOSFET可以更有效地表征栅源电压漂移趋势;氮退火对栅源电压正向漂移影响较小;NO退火后增加高温N_(2)退火、提高NO退火的温度和增加NO退火的时间均会引起VDMOSFET栅源电压负向漂移量增加;当栅压应力为-16 V、应力时间为500 s时,1200℃、70 min NO退火的VDMOSFET的栅源电压漂移比1250℃、40 min NO退火的小0.1~0.3 V。
文摘为了研究4H-SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)沟道迁移率和界面态密度的影响因素,通过在N型4H-SiC(0001)外延片上制备不同沟道长度和宽度的横向扩散MOSFET(LDMOSFET),其干氧氧化的栅极氧化层在不同温度和时间的NO和/或N2气氛中退火,测试了其输出和转移曲线,提取了有效迁移率和场效应迁移率,利用亚阈值摆幅法提取了界面态密度,并探讨了漏源电压、晶圆位置、温度对迁移率和界面态密度的影响。结果显示,LDMOSFET的沟道尺寸对沟道迁移率和界面态密度有显著的影响,增加NO的退火温度和时间可以提高沟道迁移率,1250℃40 min NO退火和1200℃70 min NO退火的LDMOSFET的常温峰值迁移率均约为45 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),沟道迁移率随测试温度的增加而增加,且高栅压下栅压比测试温度对迁移率的影响更大。
