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浅谈IGBT表面钝化可选用哪些材料?

时间:2020-08-14 10:34:15 点击:436 次 来源:常州市卡宴电子科技有限公司
       我国电力行业发展迅速,这源于社会实际需求和科技进步创新。在众多电源产品中,变频电源具有很强的应用优势,在诸多行业领域都有广泛应用。变频电源中的核心元器件是IGBT,中文名是绝缘栅双极型晶体管,是能源变换与传输的核心器件,堪称电子设备的“CPU”,其重要性可见一斑。IGBT在制作方面也有很高的要求,其中一道环节就是表面钝化。表面钝化工艺是通过高压钝化材料将功率器件与周围环境隔离开来,防止芯片表面玷污影响器件的电学性能,稳定半导体表面的特性,防止器件受损,提高功率器件可靠性。表面钝化的关键在于选择怎样的钝化材料,下面卡宴小编为大家分享一下IGBT表面钝化可选用哪些材料的相关知识吧。

  一、二氧化硅


  二氧化硅是常用的钝化材料,其化学性质稳定,机械强度好。因为IGBT芯片主要材料为硅,因此能形成一种硅-二氧化硅界面,这种界面电荷密度低,一般用于紧邻硅表面的初期钝化层。

  二氧化硅用作器件表面钝化层时通常采用无掺杂的常压化学气相沉积法和等离子体增强化学气相沉积法。但对于高压功率器件来说,由于其相对疏松的结构和二氧化硅自身的特性,很难有效抵抗杂质离子的侵入,从而造成器件可靠性不佳。

  二、氧化硅


  氮化硅对外部离子的阻隔作用是常用材料中效果居于前列的,且介电常数高,化学稳定性好,不易被腐蚀。其次氮化硅结构致密,硬度大,疏水性好,针孔密度低,气体和水汽难以透入。氮化硅的制备通常采用较低温度的化学气相沉淀法,因此,钝化温度对器件影响小。

  但是IGBT这种高压功率器件一般都含有分压场环这类结构,会造成晶圆表面较高的台阶差异。氮化硅这种膜材料的台阶覆盖能力较差,在台阶高度达到2 μ m以上时容易出现断裂,裂纹将导致其不能有效保护其侧面的芯片。


IGBT可选用哪些钝化材料

  三、聚酰亚胺


  聚酰亚胺耐高温,绝缘性能良好,能良好,工艺简单,化学性质稳定,台阶覆盖好,与铝的热匹配性好,广泛应用于高压芯片外层表面钝化,但其抗潮、抗离子玷污能力不够强,需与无机钝化结构搭配使用。

  根据不同结构对光的敏感程度不同,聚酰亚胺又可以分为非光敏聚酰亚胺和光敏聚酰亚胺。两种不同结构聚酰亚胺的钝化工艺流程不同,使用非光敏聚酰亚胺钝化的工艺流程一般为:预处理→涂覆→涂光刻胶→光刻→刻蚀→去胶→固化。非光敏聚酰亚胺的光刻工艺非常复杂,也增加了整个钝化工艺的难度和可靠性,同时制作成本较高。

  与非光敏聚酰亚胺的工艺流程不同,光敏聚酰亚胺由于材料本身感光,在钝化工艺中不需要增加涂光刻胶和去胶的步骤,简化了光刻工艺流程,可重复性更好,成品率更高,同时成本更加低廉。

  以上就是IGBT表面钝化可选用哪些材料的相关内容介绍。综上所述,几种常用的钝化材料各有优劣,很难说哪一种材料特别好。因此,在实际IGBT表面钝化过程中,通常将几种钝化材料一起使用,形成层级钝化,增强钝化效果。常州市卡宴电子科技有限公司专业生产各种类型的变频电源,在设备元器件的选用上精益求精,从细节上考察各种电子元器件的性能,保证电源产品整体性能的突出与优越,欢迎有需要的客户致电咨询。

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