半导体用陶瓷绝缘基板成型方法研究

陶瓷材料是半导体器件,特别是大功率半导体器件绝缘基板的重要材料体系。随着半导体器件向大功率化、高频化的不断发展,对陶瓷绝缘基片的导热性和力学性能都提出了更高的要求。成型是陶瓷基板的制备过程的关键环节,也是陶瓷基板制备的难点。本文介绍了流延成型、凝胶注模成型和新型3D打印成型等几种基板成型方法,分析了不同成型方法的特点、优势及技术难点。介绍了了近年来国内外陶瓷基板成型的研究现状,并对其未来发展及应用进行了展望。

一种陶瓷径向绝缘强流二极管耐压结构设计

对外径230 mm的陶瓷绝缘板,依据强流真空二极管径向绝缘的设计思想,设计加工了“锥-柱”型阳极外壳,并在传输线内筒和阴极杆末端位置增加了均压罩和屏蔽环结构。利用静电场有限元程序计算了陶瓷-真空界面电场分布,通过对外壳细节结构以及均压罩、屏蔽环形状和位置的调整,使得真空界面上沿面场强和三结合点处场强均得到了有效控制。在单线长脉冲加速器上进行了实验研究,结果显示,二极管能够耐受400 kV、脉宽大于200 ns的脉冲电压,运行稳定,达到了理论设计要求。

高导热氮化硅陶瓷基板材料研究现状

高导热氮化硅陶瓷由于其优异物理、力学性能,被认为是兼具高强韧和高导热的最佳半导体绝缘基板材料,在大功率半导体器件基片的应用方面极具市场前景。本文总结了氮化硅陶瓷的性能特点及优势,从原料粉体、配方体系等角度介绍了高导热氮化硅陶瓷材料的研究现状,分析了影响氮化硅陶瓷热导率的关键因素;介绍了氮化硅基板现有成型技术,并对高导热氮化硅陶瓷基板材料未来发展及应用进行了展望。

半导体器件用陶瓷基片材料发展现状

陶瓷材料具有优异的力学强度,并具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,是半导体器件,特别是大功率半导体器件绝缘基片的重要材料。随着半导体器件向大功率化、高频化的不断发展,对陶瓷绝缘基片的导热性和力学性能都提出了更高的要求。本文在半导体器件对基片材料性能要求的基础上,介绍了目前常用的氧化铍、氧化铝和氮化铝的性能及应用前景。阐述了新型陶瓷基板材料氮化硅陶瓷的物理力学性能,并与氧化铝和氮化铝的性能进行了比较,分析了氮化硅陶瓷基片在半导体器件上的应用优势,并对其未来前景进行了展望。