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碳化硅器件挑战现有封装技术

碳化硅器件挑战现有封装技术

摘要：碳化硅（SiC）器件的新特性和移动应用的功率密度要求给功率器件的封装技术提出了新的挑战。现有功率器件的封装技术主要是在硅基的绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）等基础上发展起来的，并一直都在演进，但这些渐进改良尚不足以充分发挥SiC器件的性能，因而封装技术需要革命性的进步。在简述现有封装技术及其演进的基础上，主要从功率模块的角度讨论了封装技术的发展方向。同时讨论了功率模块的新型叠层结构以及封装技术的离散化、高温化趋势，并对SiC器件封装技术的发展方向做出了综合评估。
光电 2024年04月29日
GaNP沟道功率器件及集成电路研究进展

GaNP沟道功率器件及集成电路研究进展

摘要：GaN功率器件具有导通电阻小、开关速度快、击穿电压高等特点，已广泛应用于高频、高功率的电力电子转换器中。为充分发挥GaN器件的性能优势，将功率电子器件和控制器、驱动等外围电路进行全GaN单片集成是最小化寄生参数的有效手段，也是GaN功率集成电路的重要发展方向。着眼于利用二维空穴气（2DHG）的GaN基型器件的发展进程，论述了P型器件面临的技术难题，进一步分析了其对于GaN互补逻辑电路集成发展的重要性，讨论了相关的GaN集成工艺平台，对器件结构及制备工艺的创新、GaN集成技术面临的相关挑战进行了分析与展望。
光电 2025年10月31日
晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展

晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展

摘要：多晶热电材料中, 晶界作为各类缺陷形成以及调控的重要场所, 在热电输运中扮演着重要角色. 本文系统阐述了晶界处不同缺陷对电子和声子的影响及其作用机制, 并系统地总结了基于晶界调控实现热电参数提升及协同优化的有效策略. 首先, 通过分析晶界对载流子输运的积极作用, 分别阐释了晶界处动态掺杂调控载流子浓度, 晶界相结构(导电通道、高介电常数相、晶界角度、能带对齐)优化载流子迁移率, 以及界面能量过滤效应增强Seebeck系数的有效机制. 然后, 通过分析晶界对声子输运的阻碍作用, 分别归纳了晶界处本征相(晶粒细化)和非本征相(纳米第二相)结构对声子散射的增强机制. 此外, 通过分析晶界处载流子和声子的解耦机制, 提出实现热电输运性能协同优化的有效方法(如优化晶粒尺寸、引入共格或半共格第二相等). 最后, 指出通过深入理解晶界微观机制、高效设计晶界结构、解耦调控电声输运, 建立微观结构-晶界调控-热电性能之间的构效关系, 为未来高效晶界热电材料的研发提供理论和实验基础.
光电 2025年12月12日
基于TSV倒装焊与芯片叠层的高密度组装及封装技术

基于TSV倒装焊与芯片叠层的高密度组装及封装技术

摘要：系统级封装（SiP）及微系统技术能够在有限空间内实现更高密度、更多功能集成，是满足宇航、武器装备等高端领域电子器件小型化、高性能、高可靠需求的关键技术。重点阐述了基于硅通孔（TSV）转接板的倒装焊立体组装及其过程质量控制、基于键合工艺的芯片叠层、基于倒装焊的双通道散热封装等高密度模块涉及的组装及封装技术，同时对利用TSV 转接板实现多芯片倒装焊的模组化、一体化集成方案进行了研究。基于以上技术实现了信息处理SiP模块的高密度、气密性封装，以及满足多倒装芯片散热与CMOS图像传感器（CIS）采光需求的双面三腔体微系统模块封装。
光电 2024年04月29日
微纳铜材料的制备及其在封装互连中的应用

微纳铜材料的制备及其在封装互连中的应用

摘要：半导体器件的快速发展对封装互连材料提出了更高的要求。微纳铜材料具有良好的导电、导热和机械性能。与常用的微纳银相比，微纳铜具有更强的抗电迁移能力和更低的成本，在封装互连领域被广泛应用。微纳铜材料的制备方法可分为化学法、物理法、生物法3 类，其中化学液相还原法以低成本、高可控、工艺简单等优势占据重要地位。不同的封装互连工艺步骤需要不同形貌的微纳铜颗粒。微纳铜材料在封装互连中主要应用于芯片固晶、Cu-Cu键合、细节距互连等工艺，探讨了微纳铜材料在以上工艺中的应用，并对微纳铜材料在封装互连中的应用进行了展望。
光电 2025年09月18日
石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展

石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展

摘要：超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视.超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势.其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用.概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望.
光电 2025年12月08日
高温SOI技术的发展现状和前景

高温SOI技术的发展现状和前景

摘要：高温绝缘层上硅（SOI）技术突破了体硅半导体器件的高温困境，已被广泛应用于石油天然气钻探、航空航天和国防装备等尖端领域。近年来，第三代宽禁带半导体功率器件已日趋成熟和普及，其中SiC 器件以其先天的耐高压、耐高温等特性，与高温SOI 器件是非常理想的搭配，适用于原本体硅半导体功率器件难以实现或根本不能想象的应用场景，为系统应用设计者提供了全新的拓展空间。在简述体硅半导体器件高温困境的基础上，综述了高温SOI技术的发展现况，并探讨了其未来的发展方向和应用前景。
光电 2024年04月29日
紫外LED研究进展

紫外LED研究进展

摘要：氮化物紫外LED的发光波长覆盖210~400nm的紫外波段，可广泛应用于工业、环境、医疗和生化探测等领域。近年来紫外LED的技术水平发展迅速，器件性能不断提升。由于高Al组分AlGaN材料的固有特性，目前深紫外LED的外量子效率和功率效率仍有大量提升空间。综述了近年来AlGaN基紫外LED的研究进展，阐述了限制其性能的AlGaN外延质量、高Al组分AlGaN材料的掺杂效率、紫外LED量子结构、紫外LED光提取效率及可靠性等核心难题以及取得的重要研究进展。预计到2025年，深紫外LED的量产单芯片光输出功率可突破瓦级，功率效率有望提升至20%以上，寿命达到万小时级别。
光电 2024年05月15日
有机封装基板的芯片埋置技术研究进展

有机封装基板的芯片埋置技术研究进展

摘要：有机封装基板为IC提供支持、保护和电互联，是IC封装最关键的材料之一。系统级、微型化和低成本是IC封装的趋势，将有源、无源元件埋入封装基板，可以充分利用基板内部空间，释放更多表面空间，是减小系统封装体积的重要途径，因此有机封装基板的芯片埋置技术发展迅速。主要介绍有机封装基板的埋置技术发展过程，归纳了有机基板芯片埋置工艺路线类型，着重介绍了近十年不同的芯片埋置技术方案及其应用领域。在此基础上，对有机封装基板的埋置技术研究前景进行了展望。
光电 2025年12月02日
热电转换器件的研究进展与挑战

热电转换器件的研究进展与挑战

摘要: 热电转换器件作为能实现电能与热能直接相互转换的功能器件, 在工业废热回收利用、深空深海电源、半导体制冷、双向精确控温等领域具有重要应用。综述了6 类热电转换器件的拓扑结构设计、连接界面控制、集成制造和热电转换性能提升策略等方面的研究进展, 内容包含基于块体热电材料的低温、中温和高温单级热电转换器件以及低-中温级联热电转换器件, 基于热电磁能源转换材料的热电磁全固态制冷器件, 以及基于人造倾斜结构复合材料的横向热电转换器件。同时, 简要评述了热电转换器件研究目前面临的诸多挑战, 如热电发电应用存在异质界面失稳、热电制冷应用存在材料加工和器件集成困难等。
光电 2024年04月28日