原創(chuàng)

第三代半導(dǎo)體材料封裝過(guò)程中如何降低“受損率”

時(shí)間：2021-11-02 14:40:11

關(guān)鍵字：電機(jī) 半導(dǎo)體封裝第三代半導(dǎo)體芯片

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半導(dǎo)體封裝是一套非常復(fù)雜的流程，支撐起了全球龐大的產(chǎn)業(yè)鏈條，這個(gè)鏈條上的每一環(huán)都有著細(xì)致的分工和嚴(yán)苛的要求，封裝形式和封裝技術(shù)也非常多，且在不斷迭代當(dāng)中。

籠統(tǒng)來(lái)講，封裝技術(shù)就是將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。

而集成電路則是將具有一定功能的電路所需的半導(dǎo)體、電阻、電容等元件及布線全部集成在一小塊硅片上，再封裝在一個(gè)管殼內(nèi)所形成的微型結(jié)構(gòu)。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的都是基于硅（Si）和鍺（Ge）的集成電路，硅（Si）和鍺（Ge）也就是我們所說(shuō)的第一代半導(dǎo)體材料。

隨著終端市場(chǎng)需求的不斷升級(jí)，如今半導(dǎo)體材料已經(jīng)發(fā)展到了第三代，第四代也已在研究當(dāng)中，雖然現(xiàn)在還未得到廣泛應(yīng)用，但對(duì)下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展有著積極的導(dǎo)向作用。

第三代半導(dǎo)體材料的特性及應(yīng)用

第一代半導(dǎo)體材料中的硅（Si）目前依然是市場(chǎng)上最主流的半導(dǎo)體材料，制程技術(shù)最為成熟，成本也最低；第二代半導(dǎo)體材料主要應(yīng)用在射頻、通訊及照明產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)份額相對(duì)較小。

第三代半導(dǎo)體材料具有寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高發(fā)光效率、高電子密度、高遷移率、高飽和電子速度等特性。SiC的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高于Si一個(gè)數(shù)量級(jí)，飽和電子漂移速度是Si的2.5倍。

所以，第三代半導(dǎo)體材料更適用于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件，在5G基站、快充、智能電網(wǎng)、新能源汽車(chē)、半導(dǎo)體激光器等領(lǐng)域大有可為。

第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用難點(diǎn)

1.成本高 SiC成本高昂，同等規(guī)格的SiC器件比硅器件單個(gè)管芯的價(jià)格要高3-5倍。盡管SiC在晶圓上的尺寸可以做到很小，平均下來(lái)可降低一定的成本，但總體來(lái)說(shuō)還是更貴。

由于GaN可在6寸、甚至8寸的Si襯底上實(shí)現(xiàn)工藝，成本相對(duì)更低，所以目前第三代半導(dǎo)體的主流材料還是GaN。

2.易碎

SiC是一種天然超晶格，十分易碎，制備難度相對(duì)較大。雖然目前SiC襯底制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到8英寸水平，但要突破更大尺寸的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)良率，依然是個(gè)難題。

在芯片制程中，材料易碎稱(chēng)為“破片“，主要由制程不穩(wěn)定、材料不合格、制造用具不良等原因造成。第三代半導(dǎo)體材料本身的易碎性我們無(wú)從改變，唯有提高技術(shù)水平和設(shè)備的柔性化程度，才能更好地避免“破片“、提高生產(chǎn)良率，推動(dòng)第三代半導(dǎo)體材料的廣泛應(yīng)用。