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原位生长SiNx在AlN/GaN高电子迁移率晶体管欧姆接触形成中的作用
Role of in-situ SiNx in ohmic contact realization in AlN/GaN HEMTs
Manoj Saxena · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
本研究探讨了在用于高频应用的AlN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）上原位生长的氮化硅（SiNx）层中欧姆接触的形成与优化。采用标准的Ti/Al/Ni/Au金属体系，获得的接触电阻（RC）为0.14 Ω·mm，方块电阻（RSH）为629 Ω/□，比接触电阻为1.2 × 10−6 Ω·cm2。高温退火过程中，Ti金属与下方的SiNx层发生界面反应，生成钛硅化物（TixSiy）复合物和氮化钛（TiN）。接触退火在氮气氛围中通过快速热退火（RTP）工艺完成，实验发现800 °C下退火60秒可获得...
解读: 该AlN/GaN HEMT欧姆接触优化技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究实现的0.14Ω·mm接触电阻和340mS/mm峰值跨导,可显著降低SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN功率开关的导通损耗。原位SiNx层与Ti/Al金属化方案形成的低阻接触,适用于三电平拓扑和高频开关场景。80...
功率半导体模块芯片背面金属化与焊料合金界面相互作用研究
Study on the interface interaction between the chip backside metallization and solder alloys of power semiconductor modules
Shilin Zhao · Erxian Yao · Chunbiao Wang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
功率半导体模块是电力转换系统的核心器件，其芯片-焊料界面是可能导致模块失效的薄弱环节之一，需进行深入研究。本文研究了芯片背面金属化层（BSM）、焊料合金种类及焊接条件对回流焊过程中界面反应的影响，并通过高温存储（HTS）和高温高湿反偏（HTRB）等加速老化试验进一步评估了界面结合性能。结果表明，当Al–Ti–Ni–Ag结构的芯片背面金属化层与Sn基焊料发生反应时，使用SAC305焊料生成了(Cu, Ni)6Sn5金属间化合物（IMC），而使用SnSb5焊料则可能形成(Cu, Ni)6(Sn, S...
解读: 该芯片背金属化与焊料界面研究对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器的功率半导体模块可靠性提升具有重要价值。研究揭示Al-Ti-Ni-Ag背金属化层中Ni层厚度需优化以确保IMC层连续性,避免分层失效。建议在SiC/GaN功率器件封装中采用较厚Ni层设计,优化回流焊接工艺参数,并在Power...
Ag/Sn/Cu 瞬时液相连接过程中界面反应的研究
Study on the interfacial reactions for Ag/Sn/Cu TLP during transient liquid phase soldering process
He Diao · Jiahao Liu · Xiangxiang Zhong · Fengyi Wang 等7人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
瞬时液相（TLP）连接是一种有前景的电子封装技术，可满足由于电力电子器件功率密度不断增加而带来的高温工作需求。越来越多的功率芯片采用Ni/Ag金属化，而直接键合铜的表面金属为Cu。然而，Cu/Sn/Ag体系中的界面反应研究较少。为了探究Cu/Sn/Ag体系中焊料与基板之间的金属间化合物反应动力学，本研究考察了不同回流温度（250–350 °C）和时间（30–960 s）对三种不同TLP体系（Cu/Sn、Ag/Sn和Cu/Sn/Ag）界面微观结构演变的影响，以及两种金属间化合物（IMCs）Cu6S...
解读: 该TLP焊接技术对阳光电源储能系统ST系列PCS及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究揭示Cu/Sn/Ag体系中IMC生长动力学,可优化功率模块封装可靠性。异质IMC界面抑制扩散、提升激活能的机制,为SiC/GaN器件高温封装提供理论指导。在大功率储能变流器中,该技术可提升IGBT/SiC...