マイクロエレクトロニクス：SiCの力

はじめに：カスタム炭化ケイ素による半導体革命

より効率的で、強力で、コンパクトな電子システムを絶え間なく追求する中で、マイクロエレクトロニクス業界は、高度な材料の出現によって大きく推進され、大きな変革の瀬戸際に立っています。その中でも、炭化ケイ素（SiC）は最前線に躍り出ており、高出力および高周波用途における性能の限界を再定義することを約束しています。カスタム炭化ケイ素製品は、単なる漸進的な改善ではなく、比類のない熱伝導率、より高い絶縁破壊電界強度、および従来のシリコンと比較してより広いバンドギャップを提供する、基本的な変化を表しています。これらの固有の特性により、SiCは、自動車や航空宇宙から再生可能エネルギーや電気通信に至るまで、さまざまな業界にとって不可欠な次世代マイクロエレクトロニクスデバイスの不可欠な材料となっています。優れた性能、エネルギー効率、および極限状態での動作信頼性に対する需要が高まるにつれて、特定のアプリケーションのニーズに合わせて調整されたカスタムSiCコンポーネントの役割がますます重要になっています。このブログ記事では、マイクロエレクトロニクスにおける炭化ケイ素の変革力について掘り下げ、その用途、利点、設計上の考慮事項、および競争の激しい状況で先を行くことを目指すメーカーにとって、信頼できるSiCサプライヤーが不可欠である理由を探ります。エンジニア、調達マネージャー、および技術バイヤーが、ますます専門的なものに目を向けている理由を探ります。 カスタムSiCソリューション デバイスの性能とシステムの効率における新たな可能性を解き放つために。

ニッチな材料から現代のマイクロエレクトロニクスの要となる炭化ケイ素の道のりは、その卓越した特性の証です。より高い温度、電圧、および周波数で動作できる能力は、シリコンベースの技術では以前は達成できなかった革新への扉を開きます。半導体製造、パワーエレクトロニクスなどの分野の企業にとって、カスタムSiCの能力を理解し、活用することは、もはやオプションではなく、将来の成長と技術的リーダーシップのための戦略的要件です。

マイクロエレクトロニクスにおけるSiCの役割の拡大：多様なアプリケーション

炭化ケイ素の独自の電気的および熱的特性は、さまざまなマイクロエレクトロニクス用途での採用を促進し、電力の管理、変換、および制御の方法を根本的に変えました。その優れた性能特性は、需要の高い分野で特に大きな影響を与えています。

• パワーエレクトロニクス MOSFET、ショットキーダイオード、パワーモジュールなどのSiCベースのデバイスは、電力変換に革命をもたらしています。これにより、著しく高いスイッチング周波数と動作温度が可能になり、より小型、軽量、かつ効率的な電源、インバーター、およびコンバーターが実現します。これは、電気自動車（EV）、再生可能エネルギーシステム（太陽光および風力インバーター）、および産業用モータードライブにとって重要です。需要は SiCパワーデバイス 急速に増加しています。
• 自動車産業： EVパワートレイン（インバーター、車載充電器、DC-DCコンバーター）に加えて、SiCはさまざまな自動車用センサーおよび高温電子機器にも使用されており、車両の性能、航続距離、および信頼性の向上に貢献しています。
• 航空宇宙と防衛 SiCが過酷な環境（高温、放射線、機械的ストレス）に耐える能力は、航空宇宙および防衛用途に最適です。これには、衛星、レーダーシステム、およびアビオニクス用の電力システムが含まれ、信頼性と性能が最重要です。 高温SiC電子機器 設置、初期加熱、および電力制御に関するメーカーのガイドラインを遵守することが重要です。
• 再生可能エネルギー: SiCインバーターは、太陽光および風力エネルギー変換の効率を向上させ、電力出力を最大化し、システムコストを削減するための鍵となります。その堅牢性も、過酷な屋外条件下でのより長い動作寿命に貢献します。
• 電気通信： 5Gおよび将来の通信技術では、SiCは無線周波数（RF）電力増幅器および高周波デバイスに使用されており、基地局やその他のインフラストラクチャコンポーネントの性能と熱管理を向上させています。
• 工業製造業： 高出力SiCデバイスは、誘導加熱システム、溶接電源、無停電電源装置（UPS）を含む産業機器の効率を向上させ、省エネと生産性の向上につながります。 産業用SiC部品 標準になりつつあります。
• LED製造： GaN-on-SiCが一般的ですが、SiC基板自体も熱的特性により役割を果たし、高輝度LEDの寿命と性能に貢献しています。
• 高温センサー： SiCの極端な温度での安定性により、シリコンベースのセンサーが故障する可能性のある環境（燃焼エンジン、タービン、産業プロセス監視など）で動作できるセンサーの開発が可能になります。

の統合 カスタムシリコンカーバイドウェハー およびエピタキシーは、これらのアプリケーションの基本であり、各ユースケースの特定の要求を満たすために材料特性を正確に調整できます。テクノロジーが進化するにつれて、マイクロエレクトロニクスにおけるSiCの用途はさらに拡大し、さまざまな業界で革新と効率を促進すると予想されます。

なぜカスタムSiCがマイクロエレクトロニクスに革命を起こしているのか

マイクロエレクトロニクスにおけるカスタム炭化ケイ素ソリューションへの移行は、単なるトレンドではありません。電子デバイスとシステムにおけるより高い性能、効率の向上、および信頼性の向上に対する需要の高まりに対する戦略的な対応です。既製のコンポーネントは一般的な利点を提供できますが、 カスタムSiC製造 エンジニアは、その特性と設計を特定の、多くの場合要求の厳しいアプリケーション要件に合わせて調整することにより、材料の可能性を最大限に引き出すことができます。

この革命を牽引する主な利点には、以下が含まれます。

• 最適化された熱管理： SiCは、シリコンの約3倍の熱伝導率を持っています。カスタムSiCコンポーネントは、熱放散を最大化する特定の形状と統合機能を備えて設計できます。これは、高電力密度アプリケーションにとって重要であり、デバイスをより低温で動作させ、かさばる冷却システムの必要性を減らし、動作寿命を延ばすことができます。たとえば、カスタムヒートスプレッダーまたは基板は、特定のパワーモジュールの熱プロファイルに合わせて調整できます。
• 電気的性能の向上：
  • より高い電圧動作： SiCの絶縁破壊電界は、シリコンの約10倍です。カスタマイズにより、デバイス構造（たとえば、特定のドーピングプロファイル、 これは、高い電子移動度、高い絶縁破壊電界、および良好な熱伝導率の優れた組み合わせにより、パワーデバイスに最も広く使用されているポリタイプです。「4H」は、その六方晶構造における原子層のスタッキングシーケンスを指します。ほとんどの商用）を最適化して、オン抵抗やスイッチング速度を損なうことなく、非常に高い定格電圧を実現できます。
  • など、スペースと重量が重要なアプリケーションにとって重要な利点です。 SiCデバイスは、シリコンの対応物よりもはるかに高速にスイッチングできるため、受動部品（インダクタ、コンデンサ）が小さくなり、よりコンパクトで軽量なシステムが実現します。カスタム設計により、ゲート特性を微調整し、寄生容量を削減して最適なスイッチング性能を実現できます。
  • エネルギー損失の低減： SiCデバイスのより広いバンドギャップと低いオン抵抗（R_DS（on））は、著しく低い伝導損失とスイッチング損失につながります。カスタマイズにより、特定の動作点に合わせてダイサイズ、アクティブエリア、および内部構造を最適化することで、これらの損失をさらに最小限に抑えることができます。
• 電力密度の向上： 優れた熱的および電気的特性の組み合わせにより、はるかに高い電力密度が可能になります。カスタムSiCコンポーネントにより、電気自動車、ポータブル電源システム、コンパクトな産業用ドライブなどのアプリケーションで重要な要素である、より小型のパッケージでより強力なデバイスを設計できます。
• 過酷な環境における信頼性の向上： SiCの固有の堅牢性により、200°Cを超える温度で確実に動作し、放射線に対する耐性が向上します。カスタマイズには、航空宇宙、坑井掘削、または重工業用途向けに、この回復力をさらに高める特定のパッケージングソリューションまたは材料組成が含まれる場合があります。
• アプリケーション固有のフォームファクター： すべてのアプリケーションが標準コンポーネントのサイズまたは形状に対応できるわけではありません。 カスタムSiC部品 は、複雑なシステムやスペースの制約があるシステムにシームレスに統合するために、独自の形状、厚さ、および特定の金属化またはインターフェース層で製造できます。これには、カスタムサイズのウェーハ、独自の形状の基板、または統合されたセンサー素子が含まれます。
• システムレベルのコスト削減： SiC材料自体はシリコンよりも高価になる可能性がありますが、カスタムSiCソリューションは、多くの場合、全体的なシステムコストの削減につながります。これは、効率の向上（エネルギーの無駄の削減）、冷却要件の削減、周辺コンポーネントの小型化、およびメンテナンスの少ないより長いシステム寿命によって実現されます。

カスタム炭化ケイ素を選択することにより、企業は、より効率的で信頼性が高いだけでなく、ターゲット市場の独自の課題に合わせて特別に最適化された製品を開発することにより、大きな競争優位性を得ることができます。このテーラーメイドのアプローチこそが、マイクロエレクトロニクスの設計と性能を真に革新するものです。

マイクロエレクトロニクス用途向けの主要なSiC材料グレード

マイクロエレクトロニクスにおける炭化ケイ素の卓越した性能は、そのさまざまなポリタイプに根ざしており、それぞれが異なる結晶構造と電子特性を持っています。SiCグレードの選択は非常に重要であり、特定のアプリケーション要件に大きく依存します。マイクロエレクトロニクスデバイスの最も重要なポリタイプは4H-SiCと6H-SiCであり、Lely成長およびVan Arkel（CVD）SiCは、多くの場合、成長方法または特殊な高純度形態を指します。

SiCポリタイプ/グレード	主要物件	主要なマイクロエレクトロニクスアプリケーション	考察
4H-SiC（六方晶）	より広いバンドギャップ（〜3.26 eV） より高い電子移動度（特にc軸に垂直） 等方性電子移動度 より低いドーピング異方性	高出力、高周波デバイス： MOSFET ショットキーバリアダイオード（SBD） 接合ゲート電界効果トランジスタ（JFET） バイポーラ接合トランジスタ（BJT） 集積回路（IC） ほとんどの最新のパワーデバイスに最適です。	優れた電子移動度により、垂直パワーデバイスに最適な選択肢です。基底面転位（BPD）密度が高くなる可能性がありますが、進歩によりこれが軽減されています。高品質が必要です SiCエピタキシー 最適なデバイス性能を実現します。
6H-SiC（六方晶）	バンドギャップ（〜3.03 eV） 歴史的に、より成熟した技術 異方性電子移動度	歴史的に使用： 青色LED（基板として） 一部の高周波MESFET 初期パワーデバイス開発 現在、新しいパワーデバイス設計にはあまり一般的ではありません。	4H-SiCと比較して電子移動度が低く、異方性が高いため、高性能パワー・スイッチングには理想的ではありません。ただし、その技術は、特定の基板アプリケーションで確立されています。
3C-SiC（立方晶）	より小さいバンドギャップ（〜2.36 eV） 等方性特性 大口径シリコン基板（ヘテロエピタキシー）で成長できる可能性があります	研究およびニッチアプリケーション： センサー MEMS シリコンでの成長に関する課題が克服されれば、低コストのSiCデバイスの可能性。	格子と熱膨張のミスマッチにより、シリコン上での高品質で厚い3C-SiC層の成長は困難であり、高い欠陥密度につながります。主流のパワーエレクトロニクスにはまだ広く採用されていません。
高純度半絶縁性（HPSI）SiC	非常に高い抵抗率（>105 Ω・cm） 通常は4H-SiCまたは6H-SiCポリタイプ 低バックグラウンド不純物レベル	基板： RFパワーアンプ（例：GaN-on-SiC HEMT） 高周波デバイス 優れた熱伝導率と電気絶縁が必要です。	RFアプリケーションでは、基板損失を最小限に抑え、デバイスの絶縁を確保するために重要です。半絶縁特性を実現するために、バナジウムドーピングまたは固有欠陥エンジニアリングが使用されます。の品質 高純度SiC基板 の複雑さを理解することが最も重要です。

これらのポリタイプを超えて、特にウェーハ形態でのSiC材料の品質が最も重要です。これには、次のような要素が含まれます。

• マイクロパイプ密度（MPD）： これらは、高出力アプリケーションで特にデバイスキラーとなるスクリュー転位欠陥です。最新のSiCウェーハは、ほぼゼロのマイクロパイプ密度を目指しています。
• 基底面転位（BPD）密度： BPDは、エピタキシャル層に伝播し、バイポーラデバイスの性能と信頼性に影響を与える可能性があります。
• 積層欠陥： これらは、PiNダイオードとBJTのオン状態電圧を時間の経過とともに増加させる可能性があります。
• 表面品質と平坦度： その後のエピタキシャル成長とフォトリソグラフィプロセスに不可欠です。

適切なSiCグレードを選択し、高い材料品質を確保することは、信頼性が高く効率的なマイクロエレクトロニクスデバイスを製造するための基本的なステップです。調達マネージャーと技術バイヤーにとって、適切なグレードを指定し、材料欠陥の影響を理解することは、 カスタムSiCウェーハ または基板。

SiCベースのマイクロエレクトロニクスに関する重要な設計上の考慮事項

炭化ケイ素でマイクロエレクトロニクスデバイスとシステムを設計するには、高出力、高温、高周波アプリケーション向けのSiCの機能を最大限に活用するために、デバイスレベルからシステム統合まで、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。

• デバイスアーキテクチャの最適化：
  • MOSFET： ゲート酸化膜の信頼性（SiO₂/SiCインターフェース）が重要な問題です。インターフェイストラップ密度（D_it）は、チャネル移動度と閾値電圧の安定性に影響します。パッシベーション技術、ゲート酸化膜材料、およびアニーリングプロセスが重要です。トレンチMOSFETのJFET領域またはプレーナMOSFETのセルピッチの設計は、Rに影響します。_DS（on） および短絡耐性時間。
  • ダイオード： ショットキーダイオードの場合、順方向電圧降下と逆リーク電流のバランスを取るために、障壁高さエンジニアリングが重要です。接合障壁ショットキー（JBS）およびマージPiNショットキー（MPS）設計は、サージ電流能力を強化し、リークを削減します。PiNダイオードの場合、スタッキングフォールトの拡大によるバイポーラ劣化の管理が重要です。
  • エッジ終端： SiCの高い絶縁破壊電界のため、デバイス周辺での早期絶縁破壊を防ぎ、理論的な遮断電圧を達成するには、効果的なエッジ終端構造（例：接合終端拡張（JTE）、電界プレート、ガードリング）が不可欠です。特定の電圧クラスに合わせてこれらの構造をカスタマイズすることが不可欠です。
• ドーピングプロファイルエンジニアリング： ドリ カスタムSiCソリューション, 特定のドーピングプロファイルは、破壊電圧、オン抵抗、スイッチング速度などのデバイス特性を最適化するために要求できます。
• 熱管理戦略： SiC は優れた熱伝導率を持っていますが、達成可能な高電力密度は、ダイ、パッケージ、およびシステムレベルでの熱管理が依然として重要であることを意味します。設計上の考慮事項には、ダイアタッチ材料、基板の選択（例：直接接合銅、活性金属ろう付け）、およびヒートシンクの設計が含まれます。熱モデリングとシミュレーションは不可欠です。
• SiC MOSFETのゲートドライブ設計： SiC MOSFET は通常、低い R を確保し、寄生的なターンオンを防ぐために、特定のゲート駆動電圧（例：ターンオンの場合は +20V、ターンオフの場合は -2V ～ -5V）を必要とします。_DS（on） 高速スイッチング速度は、リンギングとオーバーシュートを最小限に抑えるために、高電流ソース/シンク能力とゲートループ内の低い寄生インダクタンスを備えたゲートドライバを必要とします。
• 寄生インダクタンスと静電容量の管理： SiC デバイスの高速 dV/dt および dI/dt レートは、パッケージおよび PCB レイアウトにおける寄生インダクタンスと静電容量の問題を悪化させ、電圧オーバーシュート、リンギング、および EMI を引き起こす可能性があります。慎重なレイアウト、ループ領域の最小化、および適切なデカップリングコンデンサの使用が不可欠です。 SiCパワーモジュール の高度なパッケージングソリューションは、これらの寄生要素の最小化に重点を置いています。
• 短絡保護： SiC MOSFET は一般的に、特定の電流定格に対してシリコン IGBT よりも短い短絡耐性時間を持ちます。堅牢で高速動作の短絡検出および保護メカニズムが不可欠です。
• 材料品質と欠陥： 設計では、長期的な信頼性に影響を与える可能性のある BPD や積層欠陥などの材料欠陥の存在を考慮する必要があります。デバイス設計では、これらの欠陥の影響を軽減するための機能を組み込むか、 SiC基板 の厳格な材料仕様が必要です。
• コストと性能のトレードオフ： SiC は優れた性能を提供しますが、一般的にシリコンよりも高価です。設計者は、全体的なシステム上の利点を考慮して、性能向上とコストへの影響のバランスを取るために、情報に基づいた決定を下す必要があります。カスタマイズには、コストを効果的に管理するために、特定の電流定格に対するダイサイズの最適化が含まれる場合があります。

これらの設計上の考慮事項に効果的に対処するには、SiC デバイスの物理学、製造プロセス、およびアプリケーション要件に関する深い専門知識が必要です。経験豊富な テクニカルセラミックスサプライヤー および SiC スペシャリストとの連携は、設計の最適化に役立つ貴重な洞察を提供できます。

精密性の実現：SiC マイクロエレクトロニクスにおける許容誤差、表面仕上げ、およびウェーハ品質

炭化ケイ素マイクロエレクトロニクスの分野では、精密さは単なる目標ではなく、機能性と信頼性の基本的な要件です。 SiC ウェーハ、基板、およびカスタムコンポーネントの製造には、寸法公差、表面仕上げ、および材料全体の品質に関する非常に厳格な管理が必要です。これらの要因は、エピタキシャル成長、フォトリソグラフィ、デバイス製造などの下流工程に直接影響し、最終的には SiC ベースのデバイスの性能と歩留まりに影響します。

寸法公差：

• ウェーハ径と厚さ： 標準的な SiC ウェーハは、100mm、150mm、およびますます200mm などの直径で提供されます。厚さ公差は、プライムウェーハの場合、通常数マイクロメートル（µm）以内です。 カスタムSiC部品の場合、特定の厚さまたは直径の変更が必要になる場合があり、正確な切断および研削能力が必要になります。
• 平坦度（TTV、反り、ワープ）： 全厚さ変動（TTV）、反り、およびワープは、正確なパターン転写に非常に平坦な表面が必要となるフォトリソグラフィにとって重要なパラメータです。 TTV は、プライムウェーハの場合、多くの場合 ≤ 5 µm の範囲で指定されます。
• エッジプロファイルと除外ゾーン： 正確に成形されたウェーハエッジは、チッピングと粒子の発生を最小限に抑えます。デバイスが製造されないエッジ除外ゾーン（通常 1 ～ 3 mm）も明確に定義する必要があります。
• 配向フラット/ノッチ： これらは、自動ウェーハハンドリングと、一貫したデバイス性能を得るための結晶学的配向の調整に不可欠です。それらの寸法と角度の公差は厳格です。

表面仕上げと品質：

• 表面粗さ（Ra、Rq、Rz）: 原子レベルで滑らかな表面は、高品質のエピタキシャル成長に不可欠です。エピタキシー対応 SiC ウェーハの一般的な表面粗さ（Ra）はオングストローム範囲です（例： < 0.5 nm またはさらに < 0.2 nm）。これは、細心の注意を払った化学機械研磨（CMP）によって実現されます。
• 表面下損傷： 研削、ラッピング、および研磨プロセスは、表面下の損傷を引き起こす可能性があります。この損傷層は、その上に成長したエピタキシャル層の最適な電気的特性を確保するために、CMP によって完全に除去する必要があります。
• 傷、ピット、および汚れ： 表面には、デバイス製造を妨げ、さらなる欠陥の核形成サイトとして機能する可能性のある傷、ピット、および汚れなどの視覚的欠陥がないようにする必要があります。自動検査システムを使用して、そのような欠陥を分類し、カウントします。
• 粒子汚染： ウェーハ表面の粒子汚染を最小限に抑えるために、厳格なクリーンルームプロトコルと高度な洗浄技術が採用されています。粒子の仕様は、通常、サイズと単位面積あたりのカウントによって定義されます。

ウェーハ品質（材料の完全性）：

• 結晶性とポリタイプの均一性： ウェーハ全体で一貫したポリタイプ（例：4H-SiC）を確保し、他のポリタイプまたはミスオリエントされた粒子の存在を最小限に抑えることが重要です。 X 線回折（XRD）を使用して検証します。
• 欠陥密度：
  • マイクロパイプ密度（MPD）： 前述のように、これは可能な限りゼロに近づける必要があります（例： < 0.1 cm^-2 高品質の市販ウェーハの場合）。
  • 基底面転位（BPD）密度： 目標値は通常 < 500 cm^-2 またはそれ以下で、アプリケーションによって異なります。
  • スレッディングスクリュー転位（TSD）およびスレッディングエッジ転位（TED）： これらもデバイスの性能に影響し、注意深く制御されています。
• 抵抗率の均一性： 導電性または半絶縁性基板の場合、一貫したデバイス動作を確保するために、抵抗率はウェーハ全体で均一である必要があります。これは、渦電流マッピングや容量-電圧（C-V）測定などの技術を使用して検証されます。

これらの厳格な仕様を達成するには、洗練された製造プロセス、高度な計測ツール、および厳格な品質管理システムが必要です。技術的なバイヤーや調達マネージャーにとって、 SiCウェハ またはカスタムコンポーネントを注文する際に、これらのパラメータを明確に定義することが不可欠です。精密機械加工、研磨、および欠陥特性評価において強力な能力を示すサプライヤーとの提携は、SiC マイクロエレクトロニクスデバイス製造を成功させるために不可欠です。 当社のカスタマイズサポートの詳細については、 アプリケーションの要求する正確な仕様を達成するために。

SiCマイクロエレクトロニクスデバイスの必須の後処理

基本的な炭化ケイ素デバイス構造（MOSFET やダイオードなど）がウェーハ上に製造されると、これらの構造を機能的で信頼性の高いパッケージ可能なデバイスに変換するために、いくつかの重要な後処理ステップが必要になります。これらのステップは、SiC の特定の要件と目的のアプリケーションに合わせて調整されており、多くの場合、特殊な技術と設備が必要です。

• 裏面処理：
  • 裏面研削/薄化： ウェーハは、初期の厚さ（例：350 ～ 500 µm）から、電力デバイスの場合は 100 ～ 200 µm 以下に薄くされることがよくあります。これにより、熱抵抗とオン状態抵抗（V_F または R_DS（on））が低減されます。ウェーハの完全性と平坦性を維持するには、精密研削が不可欠です。
  • 裏面金属化： 薄化後、ウェーハの裏面に金属スタックを堆積して、ドレインコンタクト（垂直 MOSFET の場合）またはカソードコンタクト（ダイオードの場合）を形成します。一般的な金属化スキームには、良好なオーム接触、はんだ付け性、および熱伝導率のために選択された Ti/Ni/Ag または Ti/Ni/Au が含まれます。焼結またはアニーリングは、接着性と接触抵抗を改善するために行われることがよくあります。
• ウェーハダイシング/シングレーション： 個々のダイはウェーハから分離されます。 SiC の硬度と脆性のため、これは困難なステップです。
  • ブレードダイシング： ダイヤモンド含浸ブレードが一般的に使用されますが、チッピングやマイクロクラックを引き起こす可能性があります。ブレードの種類、スピンドル速度、および切削液の最適化が重要です。
  • レーザーダイシング/アブレーション： レーザーダイシングは、機械的ストレスとチッピングを軽減できる非接触法を提供します。ステルスダイシング（内部ウェーハ修正後の破壊）またはアブレーション切断がオプションです。
  • プラズマダイシング： 特に薄いウェーハや複雑なダイ形状の場合、チップフリーダイシングを提供できるドライエッチングプロセス。
• ダイアタッチ： シングレーションされた SiC ダイは、リードフレーム、基板（例：直接接合銅 – DBC、またはアクティブメタルろう付け – AMB 基板（モジュール用））またはパッケージベースに取り付けられます。
  • 焼結： 銀（Ag）焼結は、高い熱伝導率、高い融点、および熱サイクル下での信頼性により、SiC でますます普及しています。これは、SiC デバイスからの高熱流束を管理するために不可欠です。
  • はんだ付け： 従来のハンダ（例：AuSn、SAC 合金）を使用できますが、焼結銀と比較して融点が低く、耐疲労性が低いため、高温用途での性能が制限される可能性があります。
  • エポキシダイアタッチ： 導電性エポキシは、低電力アプリケーションや、裏面からの電気的絶縁が必要な場合に、使用できます。
• ワイヤボンディング/相互接続： 電気的接続は、SiC ダイの上面パッド（MOSFET のソースとゲート、ダイオードのアノード）からパッケージリードまたは基板に接続されます。
  • アルミニウム（Al）ワイヤボンディング： 厚い Al ワイヤ（100 ～ 500 µm）は、高電流搬送能力があるため、電力デバイスで一般的です。超音波ウェッジボンディングが通常使用されます。
  • 銅（Cu）ワイヤボンディング： より優れた電気的および熱的伝導率と信頼性の向上を提供しますが、処理がより困難です。
  • リボンボンディング： Al または Cu リボンは、丸いワイヤよりも低いループインダクタンスと高い電流容量を提供できます。
  • フリップチップまたははんだバンプ： 高度なパッケージング、特に RF デバイスまたは高密度モジュールの場合、フリップチップボンディングは寄生要素を削減できます。
• パッシベーションと封止:
  • 表面不動態化： 高電圧デバイスの場合、水分、汚染物質、およびアーク放電に対する保護を強化するために、追加の誘電体層（例：ポリイミド、窒化ケイ素）をデバイス表面（ボンディングパッドを除く）に塗布することができます。
  • カプセル化/成形： 組み立てられたデバイスは、機械的保護、環境シール、および電気絶縁を提供する成形コンパウンド（例：エポキシベース）でカプセル化されます。ディスクリートパッケージにはトランスファー成形が一般的ですが、モジュールにはゲル充填またはポッティングが使用される場合があります。封止材の選択では、SiC の高い動作温度を考慮する必要があります。
• テストとバーンイン: 最終的な電気的試験を実施して、デバイスが仕様を満たしていることを確認します。初期の故障をスクリーニングし、 SiC マイクロエレクトロニクスデバイスの長期的な信頼性を確保するために、バーンインまたは高温逆バイアス（HTRB）試験を実施することができます。.

これらの後処理ステップはそれぞれ、SiC 材料の固有の利点を維持し、最終製品の品質と信頼性を確保するために、慎重に最適化する必要があります。この特殊な取り扱いは、 先端セラミックス製造 w