|
|
|
Technologia kontaktów I montażu dla przyrządów z węglika krzemu do zastosowań wysokotemperaturowych, wysokomocowych i wysokoczęstotliwościowych.
Instytucja: Politechnika Warszawska
Kierownik projektu: dr inż. Ryszard Kisiel
Podstawowe zadania:- technologia wytwarzania kontaktów omowych do SiC zdolnych do stabilnej pracy w warunkach podwyższonej temperatury,
- technologia montażu i wytwarzania połączeń elektrycznych przyrządów z SiC wymagana dla przyrządów wysokotemperaturowych.
Streszczenie:
Jednym z podstawowych problemów jakie stoją przed konstruktorem i technologiem przyrządów półprzewodnikowych, opartych na węgliku krzemu, jest problem kontaktów omowych o małej rezystancji i bardzo dobrej stabilności termicznej. Dotyczy to w szczególności zastosowań wysokotemperaturowych, gdzie termicznie stabilne kontakty mają decydujący wpływ na niezawodność tych przyrządów. Kontakty wytworzone na powierzchni węglika krzemu będą cechowały się niską rezystancją i dobrą stabilnością termiczną tylko wtedy gdy wytworzona warstwa przejściowa na granicy metal- powierzchnia SiC będzie termodynamicznie stabilna i nie będą zachodziły w niej żadne reakcje w podwyższonych temperaturach pracy przyrządu. Liniowość charakterystyk napięciowo-prądowych kontaktów uzyskuje się dla przyrządów opartych na SiC po odpowiedniej obróbce cieplnej. Sposób jej przeprowadzenia będzie przedmiotem rozważań w tym projekcie.
Wymienione problemy stwarzają konieczność rozwiązania w zgłaszanym projekcie następujących zadań:- Wybór rodzaju metalizacji na kontakty omowe i technologii jej nanoszenia.
W tym celu wstępnie zostały wybrane do badań następujące typy metalizacji: Al+Si/SiC, Al+Ni+W/SiC, Au+W/SiC dla połączeń drutowych oraz Au+Ti+Pd/SiC i Au+Ti+W/SiC dla połączeń bezdrutowych.
- Opracowanie procesu formowania kontaktów omowych poprzez odpowiednią obróbkę cieplną dla uzyskania liniowych charakterystyk prądowo-napięciowych.
- Opracowanie technologii dołączania struktur SiC do obudowy.
Uwzględniając wysokie wymagania temperaturowe jakie ma spełniać połączenie, główna uwaga zostanie zwrócona na połączenia za pomocą kompozycji złożonej ze szkliwa i metalu.
- Opracowanie technologii połączeń kontaktów struktury SiC z wyprowadzeniami obudowy.
Połączenia te mogą być wykonywane różnymi technologiami, jednak uwzględniając wysokie wymagania dotyczące stabilności i odporności termicznej i mechanicznej, zdecydowanie ogranicza się możliwość wyboru technik ich realizacji. Rozważając wysokotemperaturowe zastosowania takich połączeń do temperatury 400°C, w doborze technologii połączeń należy uwzględnić głównie połączenia monometaliczne Al-Al i Au-Au. Pozwoli to na uniknąć powstawania faz międzymetalicznych w obszarze złącza, co mogłoby doprowadzić do degradacji połączenia. Uwzględniając wysokoczęstotliwościowe zastosowania przyrządów opartych na SiC, w zadaniu tym wzięte będą pod uwagę połączenia bezdrutowe typu "flip-chip", z wykorzystaniem twardych kontaktów podwyższonych ze złota.
- Opracowanie prototypowej obudowy ceramiczno-metalowej do zastosowań wysokotemperaturowych dla przyrządów opartych na SiC.
Zespół Wykonawców projektu pochodzący z trzech jednostek dysponuje wymaganym zapleczem technologicznym i pomiarowym i jest w pełni przygotowany do realizacji zadań ujętych w zgłoszonym projekcie.
| | Raporty: | | Raport merytoryczny - Politechnika Warszawska - R.Kisiel - 2008 | | Prezentacje: | | Spotkanie Łódź XI 2008 - R. Kisiel | | Seminarium ITME V 2010 - R. Kisiel | | Artykuły: | |
|
|
