一種基于基板埋入技術(shù)的SiC 功率模塊封裝及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導(dǎo)體（亦稱寬禁帶半導(dǎo)體）材料具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高以及抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其中SiC 功率器件及模塊已經(jīng)逐漸成為特高壓柔性電網(wǎng)、5G 移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施、高速軌道交通、新能源汽車、航空航天裝備、數(shù)據(jù)中心等“新基建”核心領(lǐng)域的“關(guān)鍵核芯”。我國(guó)“十四五”規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確指出：以SiC 為代表的寬禁帶半導(dǎo)體是事關(guān)國(guó)家安全和發(fā)展全局的基礎(chǔ)核心領(lǐng)域，是需要集中優(yōu)勢(shì)資源攻關(guān)的領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)。

傳統(tǒng)SiC 功率模塊封裝仍以鋁線鍵合互連為首選互連技術(shù)，然而鋁線鍵合的寄生電感大（大于10 nH），開(kāi)關(guān)損耗高，熱失配引起的應(yīng)力失效率高，這些都極大地限制了SiC 功率器件的性能和可靠性。對(duì)于多芯片并聯(lián)的SiC 超級(jí)結(jié)器件來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)多層平面互連的高密度集成化封裝技術(shù)是提高其性能和可靠性的必然途徑。隨著高密度集成化封裝的發(fā)展，其電-熱-磁-應(yīng)力可靠性等技術(shù)難題也顯得愈發(fā)突出。為了保證功率器件的性能和可靠性，需要研究高密度集成封裝的多物理場(chǎng)耦合作用規(guī)律和優(yōu)化方法。

中科院微電子所侯峰澤副研究員和復(fù)旦大學(xué)樊嘉杰青年研究員提出了一種基于基板埋入技術(shù)的新型SiC 功率模塊封裝及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：采用新型光敏成型介質(zhì)（PID），通過(guò)光刻工藝制備SiC MOSFET 功率器件電極上的互連盲孔；基于板級(jí)物理氣相沉積（PLPVD）技術(shù)批量更改SiC MOSFET 等功率器件電極上的金屬；……