11月15日，一年一度的行业盛会--第十三届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA 2016）在北京国际会议中心召开。在17日举行的 “可靠性与热管理技术”上，来自河海大学机电工程学院樊嘉杰介绍了“HEMT封装上金锡共熔晶粒黏贴的可靠性优化”研究报告。
他表示，典型的基于SiC和GaN的宽禁带半导体用于制造功率半导体器件引起了广泛关注，由于它与常规的硅基器件相比，热导率高，击穿场强高，操作温度高，功率损耗低。一些功率器件的操作温度超过200℃，对于芯片键合层的可靠性来说是一个巨大的挑战，导致各种分层和差的热界面。
金-锡共熔焊接合金熔点高，电导率和热导率高，高温稳定性好，可湿性极好，焊点强度高，无焊料焊接实用性强，是最有潜力的芯片键合材料。然而，关于功率半导体器件的芯片和衬底材料的疲劳损坏的联合效应的信息很少。因此，为优化器件结构的设计，芯片和衬底材料合并的芯片键合层的可靠性很有研究价值。
金-锡共熔焊接合金熔点高，电导率和热导率高，高温稳定性好，可湿性极好，焊点强度高，无焊料焊接实用性强，是最有潜力的芯片键合材料。然而，关于功率半导体器件的芯片和衬底材料的疲劳损坏的联合效应的信息很少。因此，为优化器件结构的设计，芯片和衬底材料合并的芯片键合层的可靠性很有研究价值。
樊嘉杰表示，每个温度周期中积累的金-锡共熔焊接合金键合层在不同HEMT封装中采用不同芯片和衬底条件下的疲劳损伤。每个周期的疲劳损伤的特点为来源于FEA的粘塑层能量积累。本文讨论了芯片和衬底材料以及它们之间的相互作用对疲劳损伤积累的影响。
对于CaN芯片，为保持与Si芯片Cu衬底系统接近的寿命，应采用薄的有弹性的衬底。结果还表明，增加芯片键合层的焊点高度可以有效避免AuSn层中的裂纹萌生，尤其对于GaN系统。最终，对于具体的封装给出了选择合适材料的指导方针。
