宽禁带功率半导体封装——材料、元件和可靠性

作者简介

菅沼克昭（Katsuaki Suganuma），大阪大学产业科学研究所。他开发了一种电路形成工艺，该工艺使用导电浆料，其中超细银颗粒分散在纳米 (nm) 级。菅沼克昭与财团达成合作，共同将该技术商业化。

内容简介

第三代宽禁带功率半导体，是指以碳化硅（SiC)和氮化镓(GaN)为材料的半导体，由于其高耐压、高电子迁移率、耐高温等特性，在许多场合体现出比上一代硅（Si）基半导体器件更大的优势。封装是器件运用（商用）必不可少的一环，尤其是封装的可靠性，对于集成电路（IC）的性能几乎起到了决定性作用，新型封装技术的能力制约着器件运用。研究封装，尤其在高温、高压、高频的场合，各种新型封装技术是宽禁带功率半导体器件应用推广的关键。本书是国外技术专家学者对第三代宽禁带功率半导体封装技术的一次总结，结合实际应用的理论分析和思路其实对于封装技术的推动和发展有着很好的借鉴作用。 通过阅读本书内容，可以快速建立起关于整个宽禁带功率半导体器件封装技术的全貌，理解封装的本质是一个多物理场耦合的结果，也是一个多学科交叉的综合体。首先，对宽禁带功率器件的发展趋势做了总结和预演判断，讲述宽禁带功率半导体的基本原理和特性，包括其独特的物理和化学属性，以及它们在极端环境下的潜在优势。接着介绍封装材料的选择和特性，分别就互连技术和基板展开论述，同时，介绍了磁性材料，并对不同材料结构的热性能，以及冷却技术和散热器设计进行了介绍。然后，考虑到功率器件的质量必须通过各种测试和可靠性验证方法来评估，还介绍了瞬态热测试的原理和方法，同时阐述了各种可靠性测试的机理和选择动机。最后，就计算机辅助工程模拟方法列举了许多经典案例。