SiCモジュール225°C動作時におけるパワーサイクル長寿命化

200°Cを超える高温環境下において高信頼性用途でのSiCパワーデバイスの採用基準30万回を超えるパワーサイクル試験寿命を実現した開発内容について報告する。SiCチップ上面にCu-Invar-Cuからなる緩衝板を銅焼結材により接合し,線膨張率をSiCより小さい範囲に設計することにより,接合温度65–200°C試験において47.2万回,65–225°C試験において42.5万回の寿命を実証した。従来は,チップ表面のアルミ電極層内でのクリープ疲労による故障が課題であったが,これを抑制することに成功した。あわせて,過渡熱抵抗測定,有限要素法を用いた応力解析により長寿命化実現のメカニズムについて考察を行った。