日本Daicel携手大阪大学,突破性碳化硅烧结材料引领高效能新纪元
来源:ictimes 发布时间:2024-07-23 分享至微信

在半导体材料创新的征途上,日本再次迈出坚实一步。7月17日,材料科技巨头Daicel携手大阪大学科学与工业研究所,共同揭晓了一项革命性的研发成果——一种全新的银硅复合烧结材料,该材料专为提升碳化硅(SiC)功率半导体的性能而生,预示着大功率半导体领域将迎来成本降低与性能提升的双重飞跃。


这一突破性成就,是在滕头副教授的领衔下,由Daicel与大阪大学柔性3D封装合作研究所的联合研究团队精心锻造而成。面对传统硅基功率半导体在高温环境下性能受限的瓶颈,团队将目光投向了以碳化硅为代表的第三代半导体材料,致力于解决其在极端条件下稳定运行的技术难题。


长久以来,高温环境下的耐热、散热及结构可靠性一直是碳化硅功率半导体普及路上的绊脚石。传统的银纳米粒子烧结技术虽有所突破,但在极端热冲击测试中仍暴露出界面开裂、结构破坏等顽疾。为此,研究团队另辟蹊径,成功研发出这种创新的银硅复合烧结材料。


该材料的核心亮点在于其独特的银硅键合界面设计,通过在硅表面覆盖一层氧化膜,实现了低温界面的形成,进而降低了热膨胀系数,有效解决了界面开裂问题。更令人振奋的是,通过精准调控硅的添加量,研究团队还实现了对热膨胀系数的灵活控制,为碳化硅功率半导体在复杂工况下的稳定运行提供了坚实保障。


在实际应用中,这种新型烧结材料作为碳化硅功率半导体与DBC基板之间的结合桥梁,显著减少了因热膨胀不匹配而产生的裂缝风险,即使在极端工作环境下也能保持卓越的接合可靠性。更令人瞩目的是,硅的加入不仅提升了材料性能,还有望带来成本的降低,为碳化硅功率半导体的大规模应用铺平了道路。


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