半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)的案例
Matlab在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用計(jì)算特點(diǎn)與計(jì)算設(shè)備硬件配置推薦
在半導(dǎo)體方面，MATLAB可以使用多個(gè)工具箱來進(jìn)行半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、分析和模擬。下面是MATLAB在半導(dǎo)體方面常用的工具箱和相關(guān)計(jì)算任務(wù)的概述：
NO
工具箱
主要功能
1
Simulink
Simulink可以用于建立和仿真半導(dǎo)體器件的動(dòng)態(tài)模型，如晶體管、二極管、集成電路等。它還可以進(jìn)行電路分析、參數(shù)優(yōu)化和系統(tǒng)級(jí)仿真等任務(wù)
2
Simscape Electronics
該工具箱是Simulink的擴(kuò)展工具箱，專門用于建立和模擬電子電路和半導(dǎo)體器件。它提供了各種電子元件的建模組件，如晶體管、二極管、集成電路等，并支持電路分析和仿真
3
RF Toolbox
該工具箱用于射頻（RF）和微波電路的建模和分析。在半導(dǎo)體方面，它可以用于射頻器件和電路的設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化，如射頻放大器、混頻器、濾波器等
4
Semiconductor Devices
該工具箱提供了半導(dǎo)體器件的建模和仿真功能，包括晶體管、二極管、MOSFET等。它支持靜態(tài)和動(dòng)態(tài)行為的分析，如DC特性、AC特性和噪聲分析等
5
Optimization Toolbox
該工具箱提供了各種優(yōu)化算法，用于半導(dǎo)體器件和電路的參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計(jì)優(yōu)化和性能優(yōu)化。它可以幫助優(yōu)化器在給定約束下找到最佳解
大部分半導(dǎo)體計(jì)算任務(wù)可以基于CPU進(jìn)行計(jì)算，特別是對(duì)于半導(dǎo)體器件的建模、電路分析和優(yōu)化等任務(wù)，單核計(jì)算足以滿足需求。
展開 元器件熱設(shè)計(jì)：熱阻是什么？散熱路徑圖解
由于我們的主題是“半導(dǎo)體元器件的熱設(shè)計(jì)”，因此在這里將以安裝在印刷電路板上的IC為例進(jìn)行說明。
熱源是IC芯片。該熱量會(huì)傳導(dǎo)至封裝、引線框架、焊盤和印刷電路板。熱量通過對(duì)流和輻射從印刷電路板和IC封裝表面?zhèn)鬟f到大氣中。可以使用熱阻表示如下：
上圖右上方的IC截面圖中，每個(gè)部分的顏色與電路網(wǎng)圓圈的顏色相匹配（例如芯片為紅色）。芯片溫度TJ通過電路網(wǎng)中所示的熱阻達(dá)到環(huán)境溫度TA。
采用表面安裝的方式安裝在印刷電路板（PCB）上時(shí)，紅色虛線包圍的路徑是主要的散熱路徑。
具體而言，熱量從芯片經(jīng)由鍵合材料（芯片與背面露出框架之間的粘接劑）傳導(dǎo)至背面框架（焊盤），然后通過印刷電路板上的焊料傳導(dǎo)至印刷電路板。然后，該熱量通過來自印刷基板的對(duì)流和輻射傳遞到大氣中（TA）。
其他途徑還包括從芯片通過鍵合線傳遞到引線框架、再傳遞到印刷基板來實(shí)現(xiàn)對(duì)流和輻射的路徑，以及從芯片通過封裝來實(shí)現(xiàn)對(duì)流和輻射的路徑。
如果知道該路徑的熱阻和IC的功率損耗，則可以通過熱歐姆定律來計(jì)算溫度差（在這里為TA和TJ之間的差）。
就如本文所講的，所謂的“熱設(shè)計(jì)”，就是努力減少各處的熱阻，即減少從芯片到大氣的散熱路徑的熱阻， 最終TJ降低并且可靠性提高。
03
左中括號(hào)
什么是熱阻
左中括號(hào)
熱阻是表示熱量傳遞難易程度的數(shù)值。是任意兩點(diǎn)之間的溫度差除以兩點(diǎn)之間流動(dòng)的熱流量（單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的熱量）而獲得的值。
展開 干貨 | 元器件熱設(shè)計(jì)：熱阻是什么？散熱路徑圖解
由于我們的主題是“半導(dǎo)體元器件的熱設(shè)計(jì)”，因此在這里將以安裝在印刷電路板上的IC為例進(jìn)行說明。
熱源是IC芯片。該熱量會(huì)傳導(dǎo)至封裝、引線框架、焊盤和印刷電路板。熱量通過對(duì)流和輻射從印刷電路板和IC封裝表面?zhèn)鬟f到大氣中。可以使用熱阻表示如下：
上圖右上方的IC截面圖中，每個(gè)部分的顏色與電路網(wǎng)圓圈的顏色相匹配（例如芯片為紅色）。芯片溫度TJ通過電路網(wǎng)中所示的熱阻達(dá)到環(huán)境溫度TA。
采用表面安裝的方式安裝在印刷電路板（PCB）上時(shí)，紅色虛線包圍的路徑是主要的散熱路徑。
具體而言，熱量從芯片經(jīng)由鍵合材料（芯片與背面露出框架之間的粘接劑）傳導(dǎo)至背面框架（焊盤），然后通過印刷電路板上的焊料傳導(dǎo)至印刷電路板。然后，該熱量通過來自印刷基板的對(duì)流和輻射傳遞到大氣中（TA）。
其他途徑還包括從芯片通過鍵合線傳遞到引線框架、再傳遞到印刷基板來實(shí)現(xiàn)對(duì)流和輻射的路徑，以及從芯片通過封裝來實(shí)現(xiàn)對(duì)流和輻射的路徑。
如果知道該路徑的熱阻和IC的功率損耗，則可以通過熱歐姆定律來計(jì)算溫度差（在這里為TA和TJ之間的差）。
就如本文所講的，所謂的“熱設(shè)計(jì)”，就是努力減少各處的熱阻，即減少從芯片到大氣的散熱路徑的熱阻， 最終TJ降低并且可靠性提高。
什么是熱阻
熱阻是表示熱量傳遞難易程度的數(shù)值。
展開 高效能半導(dǎo)體器件進(jìn)展與展望
1 高效能半導(dǎo)體器件研究進(jìn)展
1.1寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵射頻器件
由于纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN材料具備很強(qiáng)的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，使其在AlGaN/GaN界面會(huì)形成高電子遷移率的二維電子氣(
2DEG
)，2DEG導(dǎo)電能力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件導(dǎo)電溝道，這也是GaN器件能夠?qū)崿F(xiàn)高頻高功率的原因。
目前在材料方面，國內(nèi)GaN，SiC的材料生長已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，這為我國第三代半導(dǎo)體器件的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。在器件方面，國內(nèi)也取得了非常好的進(jìn)展，一大批高性能GaN器件從實(shí)驗(yàn)室、研究所走出，開啟第三代半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用。
西安電子科技大學(xué)開展了面向5G的C波段的GaN大功率射頻器件的研究，如圖2，在頻率為5GHz，Vd為28V時(shí)進(jìn)行三次諧波調(diào)制研究，連續(xù)波工作狀態(tài)下，器件的功率附加效率到達(dá)了目前國際最高指標(biāo)85.16%，且功率密度為7.0W/mm，功率增益為14.9 dB，這也為6G通信的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐，為未來毫米波通信奠定了重要的基礎(chǔ)。
1.2 超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵材料與器件
寬禁帶半導(dǎo)體材料已經(jīng)能較好支撐高效能半導(dǎo)體器件的發(fā)展。近幾年來，學(xué)術(shù)界正在發(fā)展超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵，Ga2O3具有4.8eV的禁帶寬度。超寬禁帶半導(dǎo)體在理論上具備更高的擊穿電壓、更大的功率密度，為高功率、高壓器件的發(fā)展提供了新的思路，讓我們對(duì)未來半導(dǎo)體器件的發(fā)展充滿期望。
展開 
功率半導(dǎo)體器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
據(jù)介紹，不同于市場上大多采用類似平面DMOS的設(shè)計(jì)，英飛凌的SiC產(chǎn)品是采用溝槽式概念，這種設(shè)計(jì)能緩和平面溝道的極低電導(dǎo)率，為此能夠克服性能與魯棒性之間的兩難問題。
在今年十一月，11月13日，英飛凌（Infineon）宣布，其已收購一家名為 Siltectra 的初創(chuàng)企業(yè)，將一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)（Cold Spilt）也收入了囊中。“冷切割”是一種高效的晶體材料加工工藝，能夠?qū)⒉牧蠐p失降到最低，這能大大提升SiC晶圓的切割效率，并能降低成本。
因?yàn)槠銼iC產(chǎn)品被全球的電動(dòng)車明星特斯拉采用的意法半導(dǎo)體在這個(gè)市場的表現(xiàn)也不容忽視。在早些時(shí)候，意法半導(dǎo)體CEO在接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察等媒體采訪也談到，該公司的碳化硅產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)批量出貨，年出貨金額在今年能突破一億美元，市場占有率高達(dá)90%；
國內(nèi)的比亞迪在日前同樣宣布了他們在SiC方面的布局。據(jù)介紹，公司已投入巨資布局第三代半導(dǎo)體材料SiC，并將整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于降低SiC器件的制造成本，加快其在電動(dòng)車領(lǐng)域的應(yīng)用。
比亞迪宣布，他們已經(jīng)成功研發(fā)了SiC MOSFET（汽車功率半導(dǎo)體包括基于硅或碳化硅等材料打造的IGBT或 MOSFET等），有望于2019年推出搭載SiC電控的電動(dòng)車。預(yù)計(jì)到2023年，比亞迪將在旗下的電動(dòng)車中，實(shí)現(xiàn)SiC基車用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升10%。
其他諸如安森美、東芝、富士電機(jī)、三菱、、Littelfuse、通用電氣和GeneSiC等公司也都是SiC市場的重要玩家，他們都在摩拳擦掌，虛位以待。
展開 高效預(yù)測半導(dǎo)體器件使用壽命
電力電子元器件已經(jīng)成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的組成部件，同時(shí)，元器件的熱性能將大大影響整體設(shè)備的可靠性。庭田科技提供的POWERTESTER測試平臺(tái)，在不破壞待測器件的前提下，僅需三步，即可高效安全的測試IGBT、硅和碳化硅MOSFET、二極管等半導(dǎo)體器件的使用壽命及熱可靠性。
第一步：將待測器件與POWERTESTER連接，輸入相關(guān)參數(shù)，校準(zhǔn)K系數(shù)（溫度敏感因子）
第二步：通過測試平臺(tái)內(nèi)置的觸摸屏電腦，設(shè)置待測器件的循環(huán)策略，啟動(dòng)設(shè)備，進(jìn)行全自動(dòng)熱瞬態(tài)及功率循環(huán)測試
第三步：數(shù)據(jù)分析（支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，進(jìn)行結(jié)構(gòu)函數(shù)分析、生成熱模型等）
?點(diǎn)擊觀看產(chǎn)品操作視頻 ?
【視頻介紹】
本視頻介紹了Simcenter POWERTESTER 1800A 12C 12V 產(chǎn)品的操作流程。產(chǎn)品用于功率半導(dǎo)體熱可靠性和壽命測試。在功率循環(huán)期間，基于熱瞬態(tài)測量的結(jié)構(gòu)函數(shù)進(jìn)行采樣，以識(shí)別封裝熱結(jié)構(gòu)的退化和故障根源。
根據(jù)客戶需求，庭田科技將提供更多型號(hào)的選擇。如需了解更多產(chǎn)品信息，請聯(lián)系我們：
全國咨詢熱線：400-633-6258.
長按識(shí)別下方二維碼，查看POWERTESTER產(chǎn)品信息。
如需咨詢更多解決方案，請識(shí)別下方二維碼，填寫相關(guān)信息，我們將盡快與您聯(lián)系。
展開 關(guān)注 | SiC器件如何改變半導(dǎo)體行業(yè)的面貌
與硅器件開發(fā)的長期記錄相比，碳化硅只是漫長道路的開始，令人興奮的性能里程碑已經(jīng)在望。
來源：Anup Bhalla
■ 知識(shí)充電站
■ 科普圖解篇
■ 深度原創(chuàng)篇
【免責(zé)聲明】文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體材料與工藝設(shè)備立場。如因作品內(nèi)容、版權(quán)等存在問題，請于本文刊發(fā)30日內(nèi)聯(lián)系半導(dǎo)體材料與工藝設(shè)備進(jìn)行刪除或洽談版權(quán)使用事宜。
基于Lumerical掌握光電器件仿真的全流程設(shè)計(jì)，從基礎(chǔ)原理講解到復(fù)雜器件設(shè)計(jì)
FDTD被譽(yù)為微納光子器件仿真的黃金標(biāo)準(zhǔn)；MODE是面向平面光波導(dǎo)類器件開發(fā)的瑞士軍刀；CHARGE求解載流子的漂移擴(kuò)散方程和泊松方程，能夠精確模擬半導(dǎo)體器件中的電學(xué)特性；HEAT則專注于器件熱效應(yīng)的分析，能夠準(zhǔn)確計(jì)算電致發(fā)熱或光吸收引起的溫升；INTERCONNECT作為線路級(jí)仿真工具，可對(duì)整個(gè)光子集成電路系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域及頻域分析。
該內(nèi)容涵蓋FDTD、MODE、CHARGE、HEAT、INTERCONNECT五大仿真工具，內(nèi)容覆蓋基礎(chǔ)原理講解到復(fù)雜器件設(shè)計(jì)。無源環(huán)節(jié)不僅包括功率分束器、起偏器、偏振旋轉(zhuǎn)分束器、濾波器等多種無源光子器件，還包含常用的逆向設(shè)計(jì)算法，適用于硅基、鈮酸鋰等多種材料體系，可有效助力學(xué)員掌握無源光子器件設(shè)計(jì)技能。有源環(huán)節(jié)不僅包括電相移器、微環(huán)調(diào)制器、馬赫曾德行波調(diào)制器、垂直光電探測器、熱調(diào)諧波導(dǎo)等多種有源光子器件，還包含波分復(fù)用、PAM4收發(fā)等完整的PIC系統(tǒng)，可大大提升學(xué)員設(shè)計(jì)復(fù)雜光子集成電路系統(tǒng)的能力。
展開 電力半導(dǎo)體元器件簡介（雙極型、單極型、混合型）
電力半導(dǎo)體元器件大多是以開關(guān)方式工作為主，對(duì)電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的電力電子器件。如可關(guān)斷晶閘管（英文縮寫：GTO）、電力晶體管（GTR）、功率場效應(yīng)晶體管（Power Mosfet）、絕緣棚式雙極型晶體管（IGBT）、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）、靜電感應(yīng)晶閘管（SITH）、MOS晶閘管（MCT）等。
電力半導(dǎo)體元器件可分為三類：雙極型、單極型、混合型。
雙極型器件是指器件內(nèi)部的電子和空穴兩種載流子都參與導(dǎo)電過程的半導(dǎo)體器件。這類器件的導(dǎo)通電阻小于0.09Ω，導(dǎo)通電壓降低，阻斷電壓高，電流容量大。常見的有GTO（可關(guān)斷晶閘管）、GTR（電力晶體管）、SITH（靜電感應(yīng)晶閘管）等。GTO耐壓高（4500V）、電流大（5000A）。GTR具有控制方便、開關(guān)時(shí)間短、導(dǎo)通電壓低、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)。SITH用棚極控制開通和關(guān)斷，具有導(dǎo)通電阻小、導(dǎo)通電壓低、開關(guān)速度快、功耗小、關(guān)斷電流增益大等特點(diǎn)。
單極型器件是指內(nèi)部只有主要載流子參與導(dǎo)電過程的半導(dǎo)體器件。常見產(chǎn)品有Power Mosfet（場效應(yīng)晶體管）、SIT（靜電感應(yīng)晶體管）。前者為電壓控制器件，具有驅(qū)動(dòng)功率小、工作速度高、無二次擊穿問題、安全工作區(qū)寬等優(yōu)點(diǎn)。后者是三層結(jié)構(gòu)的多數(shù)載流子器件。具有輸出功率大，失真小、輸入阻抗高、開關(guān)特性好等優(yōu)點(diǎn)，可工作于放大和開關(guān)兩種狀態(tài)。
混合型器件是雙極型和單極型器件集成混合而成。它們利用耐壓高、電流大、導(dǎo)通電壓低的雙極型器件（GTO、GIR等）作為輸出原件，用輸入阻抗高、相應(yīng)速度快的單極型器件（Mosfet）作為輸入級(jí)，因此具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。典型產(chǎn)品有IGBT（絕緣棚式雙極型晶體管）、MCT（MOS晶閘管）等。
展開 展示范圍：
主動(dòng)元器件：MCU、模擬/數(shù)字IC、電源IC、存儲(chǔ)器、FPGA、嵌入式系統(tǒng)等
被動(dòng)元器件：電容、電阻、電感、繼電器、開關(guān)/連接器、線束等
車規(guī)元器件：計(jì)算控制芯片、功率半導(dǎo)體、傳感器、通信芯片等
感謝您對(duì)本屆展會(huì)的參會(huì)和支持，謹(jǐn)祝參展成功！
192頁P(yáng)PT | 半導(dǎo)體器件模擬仿真 (可下載)
感謝閱讀，如需本文內(nèi)容原件，關(guān)注公眾號(hào)回復(fù)“53”
想問一下關(guān)于半導(dǎo)體器件仿真的問題
我想仿真一個(gè)垂直溝道的三極管可以用什么軟件啊，ansys可以嘛
英飛凌采訪：第三代半導(dǎo)體與硅器件將長期共存
未來五年，我們比較看好的氮化鎵的應(yīng)用領(lǐng)域包括：消費(fèi)類快充、服務(wù)器/通信電源，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，工業(yè)電源，音響，無線充電，激光雷達(dá)等，其中快充會(huì)繼續(xù)引領(lǐng)氮化鎵開關(guān)器件的市場成長。
氮化鎵落地的技術(shù)挑戰(zhàn)及英飛凌的解決方案：作為功率開關(guān)器件的硅基氮化鎵在商用化的進(jìn)程中，除了性能和價(jià)格，最引起關(guān)注的話題是長期可靠性。目前氮化鎵開關(guān)器件絕大多數(shù)都是在硅襯底上生長氮化鎵，并以二維電子氣作為溝道的GaN HEMT。從2010年IR發(fā)布的業(yè)界第一款硅基氮化鎵開關(guān)器件到現(xiàn)在，整個(gè)業(yè)界對(duì)硅基氮化鎵的研究可以說已經(jīng)很深入了，但真正大規(guī)模的應(yīng)用還是在最近幾年的事。相對(duì)而言，硅乃至碳化硅在市場上運(yùn)行的時(shí)間要長得多，現(xiàn)存器件數(shù)量也大得多，因此氮化鎵相對(duì)其他兩種材料而言，可供分析的失效案例要少很多。這也是消費(fèi)類的快充成為氮化鎵快速成長引擎的其中一個(gè)原因。另外，因?yàn)楣杌壋〉募纳鷧?shù)，使其為用戶帶來極低開關(guān)損耗的優(yōu)勢之外，也大大提高了驅(qū)動(dòng)此類器件的難度。
英飛凌很早就將著眼點(diǎn)放在硅基氮化鎵可靠性的研究實(shí)踐上，并在JEDEC標(biāo)準(zhǔn)之上增加了多重措施，確保我們生產(chǎn)的硅基氮化鎵的長期可靠性遠(yuǎn)高于市場平均水平。另外，硅基氮化鎵的長期可靠性與器件在其應(yīng)用場景中的電壓擺幅、開關(guān)頻率、占空比、溫度等等都高度相關(guān)。因此我們建議用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，與硅基氮化鎵供應(yīng)商的技術(shù)支持人員就具體應(yīng)用場景做深度交流，以對(duì)長期可靠性做出評(píng)估。在器件驅(qū)動(dòng)方面，英飛凌開發(fā)了專用的氮化鎵驅(qū)動(dòng)器，減輕了用戶設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)的壓力。
06
隨著這一輪缺芯潮的逐漸平息，我們可以看到芯片供應(yīng)鏈有諸多待改善的地方，那么第三代半導(dǎo)體在供應(yīng)鏈上會(huì)有怎樣的優(yōu)化？功率半導(dǎo)體企業(yè)如何來應(yīng)對(duì)材料供應(yīng)鏈的問題？
展開 拆解報(bào)告 ：瑞森半導(dǎo)體功率器件在九陽Z2-Vmini 榨汁機(jī)上的應(yīng)用
瑞森半導(dǎo)體于2018年開始與中國家喻戶曉的品牌九陽股份合作，并成為九陽在功率半導(dǎo)體器件上的長期合作伙伴。在合作期間，瑞森半導(dǎo)體始終堅(jiān)持“首件確認(rèn)，始終如一”的產(chǎn)品理念，得到九陽股份的高度認(rèn)可與信任。
九陽Z2-Vmini榨汁機(jī)開箱展示
九陽Z2-Vmini榨汁機(jī)內(nèi)含有主機(jī)、推料棒、螺桿、擠汁器、支架、果渣桶、接汁杯 、USB充電線及產(chǎn)品使用說明書等。
產(chǎn)品采用便攜式設(shè)計(jì)，體積迷你，為原汁機(jī)的3分之一。拿在手上的直觀感受，小巧而精致。
頂部面板有電量顯示，剩余電量一目了然，開關(guān)按鍵同樣位于頂部，通過開關(guān)按鍵可以控制原汁機(jī)的開/關(guān)機(jī)和正/反方向，雙擊即可啟動(dòng)。這里的正反方向控制，可以更好地將原汁機(jī)縫隙里的果肉碾壓出果汁。
這款產(chǎn)品通過USB口為其充電，充電口附有橡膠塞，使用防水結(jié)構(gòu)，4小時(shí)即可充滿，充電不受使用場景的限制，如手機(jī)插頭、車載充電以及充電寶均可。
展開 探索熱阻測試儀在半導(dǎo)體器件熱管理中的應(yīng)用與前景
探索熱阻測試儀在半導(dǎo)體器件熱管理中的應(yīng)用與前景
隨著半導(dǎo)體器件不斷向高頻、高功率、高集成度方向發(fā)展，器件的有源區(qū)工作溫升也隨之升高，導(dǎo)致性能及長期可靠性降低。為了有效進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)和性能檢測，必須精確測量器件有源區(qū)溫度變化并分析熱阻構(gòu)成分布，這對(duì)半導(dǎo)體器件生產(chǎn)行業(yè)及使用單位至關(guān)重要。
自1947年第一支雙極性晶體管誕生以來，半導(dǎo)體行業(yè)的迅速發(fā)展改變了社會(huì)面貌并影響著人們的生活。從1965年摩爾定律的提出開始，半導(dǎo)體技術(shù)按摩爾定律不斷發(fā)展，集成電路密度增加、尺寸縮小，導(dǎo)致工作過程中散熱能力下降。熱量積累導(dǎo)致器件結(jié)點(diǎn)溫度升高，進(jìn)而性能下降。因此，熱阻測試、功率測試在半導(dǎo)體研發(fā)中至關(guān)重要。
第一支雙極性晶體管
熱阻是指熱量在熱流路徑上的阻力，是表征介質(zhì)或介質(zhì)間熱傳導(dǎo)能力的重要參數(shù)，其物理意義是單位熱量引起的溫升，單位是℃/W。把溫差看作電壓，把熱流看作電流，那么熱阻就可以看作是電阻。
半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)縮小、功率密度增加，導(dǎo)致器件結(jié)溫升高，這直接影響器件性能和壽命。70%的電子器件損壞與高熱環(huán)境應(yīng)力密切相關(guān)。器件的瞬態(tài)溫升與熱阻密切相關(guān)，熱阻由芯片層、焊料層、管殼等組成。利用瞬態(tài)溫升技術(shù)，可測得器件穩(wěn)態(tài)熱阻和溫升，不但可以測得半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)熱阻和溫升，而且可以直接測量各部分對(duì)于溫升的貢獻(xiàn)，計(jì)算芯片熱流路徑上的縱向熱阻構(gòu)成，對(duì)器件熱可靠性設(shè)計(jì)、散熱問題解決、產(chǎn)品性能提升和長期可靠性至關(guān)重要。
半導(dǎo)體器件內(nèi)部熱阻構(gòu)成示意圖
目前，國內(nèi)外對(duì)單芯片內(nèi)部熱阻組成和結(jié)殼熱阻進(jìn)行了廣泛研究，并有一些科研院所和企業(yè)研制出了熱阻測試儀。美國AnalysisTec公司的Phase11熱阻測試儀和MicRed公司的T3Ster熱阻測試儀是兩款比較有影響力的商業(yè)化熱阻測試儀。
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