| 研究課題/領域番号 |
24310077
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
岡村 勝也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (50415048)
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| 研究分担者 |
高山 健 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 特別教授 (20163321)
和気 正芳 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 功労職員 (90100916)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高放熱パッケージ / 両面放熱 / 低インダクタンス / 高耐圧 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では耐放射線性と高耐圧を持つSiC-JFETのベアダイを３D放熱のオリジナルパッケージに実装した新型半導体スイッチ素子を開発し、2kV-50A-1MHzの連続通電が可能な超高性能の半導体パワーデバイスを実証し、加速器電源に供することを目的としている。
今年度は、昨年度に実施したモックアップパッケージの試作と評価結果を受け、半導体チップのパッケージ実装前の表面処理方法の改良検討を行った。その結果、チップのアルミ表面をジンケート処理した後にAg/Au層を形成することで後工程であるAgナノペーストダイボンディング強度を大幅に向上させることが可能であることを見出した。
今年度はさらに上述した新表面処理を施した半導体チップを用いて2in1の実パッケージの試作を行った。実パッケージの構造は基本的には昨年度のモックアップパッケージに倣ったが、昨年度の性能評価において、ヒートシンクとの組み立て時に機械的応力が半導体チップに集中し、そのために接合が剥がれるというトラブルがあったために、実パッケージで半導体チップの側にセラミックのダミーチップを配置し、応力を緩和する構造とした。また、モックアップパッケージでは半導体チップ周囲の空間は空気であったが、実パッケージでは高電圧印加を可能にするためエポキシモールドを行った。
次年度は今年度製作したパッケージの放熱特性、電気的静特性（ドレイン漏れ電流、ゲート閾値電圧、オン抵抗）、電気的動特性（スイッチング時間、スイッチング損失）等の諸特性を取得し、加速電源への適用可能性を検討する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
半導体チップ表面処理方法の検討に時間がかかり、年度内には実パッケージを製作したのみで評価実験を行うには至らなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
製作した実パッケージの性能評価（放熱特性、電気的静特性（ドレイン漏れ電流、ゲート閾値電圧、オン抵抗）、電気的動特性（スイッチング時間、スイッチング損失））を行い、加速電源への適用可能性を検討する
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度に実チップを実装した本番パッケージを製作し、性能を確認する計画であったが、前年度に試作したモックアップパッケージの性能を評価した結果、阻止接着の工程に問題があることが判明したため、工程の改良を検討した。その結果、試作工程に遅れが生じ、本番パッケージは製作したのみで評価するまでに至らず、評価用の物品費に未使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本番パッケージの評価は次年度に行うこととし、未使用額はその物品費に充てる。
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