극한의 고온 200C 100pF 30V MOS 커패시터 열악한 환경을 위한 우수한 ESD 내성 단일 레이어 RF 칩

HACC101S30V200 초고온 MOS 커패시터: 100pF 30V, 200°C 연속 작동 및 우수한 ESD 내성

HACC101S30V200은 100pF ±10% 단일층 MOS 커패시터로 30V DC 정격이며, 200°C까지의 온도에서 연속 작동하도록 설계되었습니다. 이는 기존 MOS 커패시터의 산업 표준 125°C 제한을 훨씬 초과합니다. 플로트 존 실리콘(>1000Ω·cm)에 300nm 열 성장 SiO2 유전체를 사용하여 제작된 이 장치는 강화된 금속화 스택과 특수 패시베이션을 통합하여 극한 온도에서도 파라메트릭 안정성을 유지합니다. 칩 크기는 0.50mm × 0.50mm × 0.15mm이며, TiW-Au 상단 금속화(최소 2.5μm Au) 및 TiW-Pt-Au 후면(최소 1.0μm Au)입니다. 2kV HBM 및 500V CDM을 초과하는 우수한 ESD 내성을 갖춘 HACC101S30V200은 다운홀 드릴링, 항공 우주, 자동차 언더후드 및 산업용 고온 전자 장치의 가장 까다로운 작동 환경을 위해 설계되었습니다. 완전 맞춤형: 10pF ~ 220pF의 커패시턴스, 6.3V ~ 50V의 전압 정격, 맞춤형 칩 형상 및 대체 금속화 스택은 4-6주의 프로토타이핑 리드 타임으로 제공됩니다. _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}기존 실리콘 기반 MOS 커패시터는 일반적으로 최대 접합 온도 125°C로 정격되며, 이는 고온에서 가속되는 세 가지 주요 열화 메커니즘으로 제한됩니다. HACC101S30V200은 재료 공학 및 설계 마진을 통해 이러한 각 문제를 해결합니다.

온도에서의 누설 전류

이산화규소 누설 전류는 열전자 방출 및 Fowler-Nordheim 터널링으로 인해 온도에 따라 지수적으로 증가합니다. 125°C에서 300nm SiO

2

유전체를 갖춘 표준 MOS 커패시터는 정격 전압에서 약 100nA의 누설을 나타냅니다. 200°C에서는 일반적으로 1-5μA로 증가하는데, 이는 정밀 회로에 허용되지 않는 수준입니다. HACC101S30V200은 인터페이스 트랩 밀도(Dit _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}p>10 cm-2eV^-1) 및 벌크 산화물 트랩 전하를 최소화하는 최적화된 열 산화 공정을 통해 200°C에서 누설을 500nA 미만으로 유지합니다. 낮은 트랩 밀도는 고온에서 지배적인 누설 전류의 트랩 보조 터널링 구성 요소를 줄입니다.^{200°C에서의 금속화 안정성}TiW-Au 금속화 시스템은 고온 안정성을 위해 특별히 선택되었습니다. TiW(티타늄-텅스텐) 확산 방지막은 180°C 이상의 온도에서 부서지기 쉬운 Au-Si 공융을 형성할 수 있는 실리콘-금 상호 확산을 방지합니다. 100nm TiW 층은 200°C에서 1000시간 보관 후 Auger 전자 분광법 깊이 프로파일링으로 확인된 바와 같이 최대 250°C까지 비정질 구조와 장벽 무결성을 유지합니다. 최소 2.5μm 금 상단 전극은 모든 실용적인 온도에서 산화되지 않아 납땜 및 와이어 본딩 가능한 표면 품질을 무기한 유지합니다.

고온 작동 수명(HTOL)

생산 로트는 200°C에서 30V DC 바이어스로 1000시간 HTOL을 통해 인증됩니다. 합격 기준: 커패시턴스 변화

<2%, 누설 전류

5gf 스트레스 후. 이는 표준 125°C HTOL 요구 사항보다 75°C 가속화되어 중간 온도(150-175°C)에서 작동하는 사용자에게 입증된 신뢰성 마진을 제공합니다.2. 우수한 ESD 내성 — 설계 및 테스트 방법론정전기 방전(ESD)은 조립 및 취급 중 칩 커패시터의 잠재적 손상의 주요 원인입니다. 인체 모델(HBM)은 충전된 사람이 부품을 방전하는 것을 나타내고, 충전 장치 모델(CDM)은 부품 자체가 접지로 방전되는 것을 나타냅니다. HACC101S30V200은 탁월한 ESD 내성을 달성하기 위해 여러 설계 기능을 통합합니다.

두꺼운 SiO

2

• 유전체 — 고유 ESD 강건성: _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}2 유전체는 10MV/cm를 초과하는 유전체 항복 강도를 가지며, 이는 300V 이상의 항복 전압에 해당합니다. 이 고유한 유전체 강도는 ESD 과도 현상에 대한 첫 번째 보호 계층을 제공합니다. 50-100nm 박막 커패시터 유전체와 달리 부분 항복 ESD 스트레스로 인한 잠재적 손상이 발생할 수 있는 반면, 300nm 산화물은 정격 작동 전압(30V)과 유전체 항복 임계값 사이에 상당한 마진을 제공합니다. JESD22-A114에 따른 ESD 테스트는 HBM 내전압 >2kV를 확인하여 이 장치를 클래스 2로 분류합니다. 이는 일반적으로 수동 칩 커패시터보다는 능동 반도체 장치와 관련된 수준입니다. _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.} MLCC에서 내부 전극 가장자리는 전기장을 집중시켜 ESD 이벤트 중 유전체 스트레스가 벌크 항복 강도를 초과할 수 있는 국부 영역을 생성합니다. MOS 커패시터의 평면 금속-절연체-반도체 구조는 전체 커패시터 영역에 걸쳐 균일한 전기장 분포를 제공합니다. ESD 이벤트 중 전하는 전극 가장자리에 집중되는 대신 균일하게 분포되어 동등 두께 MLCC 유전체에 비해 최대 5-10배의 최대 필드를 줄입니다.
• 충전 장치 모델(CDM) 보호: CDM 이벤트는 충전된 부품이 단일 핀을 통해 접지로 빠르게 방전될 때 발생합니다. 일반적으로 자동 픽앤플레이스 조립 중에 발생합니다. HACC101S30V200은 JESD22-C101에 따라 >500V의 CDM 방전을 견딥니다. 직접적인 후면 접지 접점이 있는 단일층 아키텍처는 최소한의 기생 임피던스로 정의된 방전 경로를 제공하여, 높은 인덕턴스 경로를 통해 방전 전류가 강제로 흐를 때 발생하는 파괴적인 전압 오버슈트를 방지합니다.
• 3. 고온 금속화 및 조립 호환성200°C 작동을 위한 다이 접합:

표준 전도성 은 에폭시(Epotek H20E)는 약 175°C까지 연속 작동이 가능합니다. 175°C 이상의 응용 분야의 경우, AuSn 공융 솔더(80Au/20Sn, 녹는점 280°C)는 200°C에서 성능 저하 없이 안정적인 다이 접합을 제공합니다. 후면 TiW-Pt-Au 금속화의 Pt 장벽은 리플로우 및 후속 고온 작동 중 Au-Sn 금속간 화합물 형성을 방지합니다. 가장 높은 온도 응용 분야의 경우, 금-게르마늄(AuGe, 356°C 공융) 또는 금-실리콘(AuSi, 363°C 공융) 프리폼을 지정할 수 있습니다.

• 200°C 신뢰성을 위한 와이어 본딩: Au 열초음파 볼 본딩(25μm 와이어, 120-150°C 스테이지)은 25°C에서 6gf 이상의 인장 강도를 제공합니다. 200°C에서 1000시간 보관 후, 인장 강도는 힐 브레이크 실패 모드(상당한 Au-Au 금속간 화합물 열화 없음)로 5gf 이상을 유지합니다. Al 웨지 본딩은 150°C 이상의 본드 인터페이스에서 Au-Al 금속간 화합물(보라색 역병) 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.
• 주요 특징초고온 작동:

200°C에서 연속 작동하도록 정격 — 산업 표준 125°C 제한보다 75°C 높음. 200°C에서 1000시간 HTOL 인증,

• <2% 커패시턴스 변화 및 <2× 초기 누설. TiW 확산 방지막은 250°C 이상에서 Au-Si 상호 확산을 방지합니다.우수한 ESD 내성: >2kV HBM(JESD22-A114 클래스 2) 및 >500V CDM(JESD22-C101). 300nm 열 SiO2
• 는 >10MV/cm의 고유 유전체 강도와 >300V의 항복 전압을 제공합니다. 균일한 필드 분포는 MLCC의 가장자리 집중 ESD 고장 모드를 제거합니다.SiO _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.} 유전체 온도 안정성:
• 200°C 및 30V DC에서 누설 _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}가혹한 환경 신뢰성: 다운홀(고온, 고진동), 항공 우주(열 진공 사이클링), 자동차 언더후드(열 충격, 응축 습도) 응용 분야에 대해 인증됨.맞춤형 플랫폼:
• 10pF ~ 220pF의 커패시턴스. 6.3V ~ 50V의 전압 정격. 맞춤형 칩 형상(최대 4:1 AR의 직사각형, 불규칙한 모양) 및 금속화 스택은 빠른 프로토타이핑으로 제공됩니다.전기 사양(T = 25°C, 달리 명시되지 않은 경우)
• 매개변수값

조건

고온 및 전도성 ESD 과도 현상에 노출되는 자동차 언더후드 ECU 및 변속기 제어 모듈

• 175-200°C에서 연속 작동하는 산업용 용광로 및 공정 제어 센서 전자 장치
• 지속적인 고온에서 다년간 배치되는 지열정 모니터링 장비
• 임무 중요 장비에 대해 확장된 온도 범위와 우수한 ESD 내성이 모두 필요한 견고한 현장 배치 전자 장치
• 부품 수준 ESD 고장이 허용되지 않는 고온 물리학 실험을 위한 과학 계측기
• 조립 빠른 참조
• 다이 접합:
• 200°C 작동에는 AuSn 공융 솔더(300-320°C, N

2

• /H2 _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}와이어 본딩: _{25μm Au 열초음파 볼 본딩(120-150°C 스테이지, 15-35gf 힘, 25°C에서 >6gf 인장 강도). Al 웨지 본딩은 150°C 이상에서 Au-Al 금속간 화합물 형성이 발생할 수 있으므로 연속 200°C 작동에는 권장되지 않습니다.}ESD 취급:
• >2kV HBM 정격 장치는 표준 조립 라인 ESD 위험에 비해 상당한 마진을 제공합니다. 전도성 와플 팩 포장은 ESD 안전 보관을 유지합니다. 산업 표준 S20.20 ESD 제어를 권장합니다.보관:
• 와플 팩 또는 젤 팩, 진공 밀봉 질소 퍼지. MSL 1 무제한 플로어 수명. 20-25°C, 40-60% RH에서 보관하십시오.주문 및 맞춤 구성
• 표준 제품은 전도성 와플 팩에 0.50mm × 0.50mm 정사각형 칩으로 배송됩니다. 다음 맞춤 구성은 일반적으로 10개부터 시작하는 최소 주문 수량으로 요청 시 제공됩니다:표준 0.50mm 플랫폼에서 10pF-220pF 범위 내의 맞춤 커패시턴스 값

최대 4:1 종횡비의 직사각형 칩 형상 또는 비표준 하이브리드 회로 풋프린트를 위한 불규칙한 모양

6.3V ~ 50V DC의 비표준 전압 정격

• 대체 후면 금속화: 고온 공융 접합을 위한 Au 전용, AuSn 사전 증착(3-5μm), AuGe 또는 AuSi
• 수정된 테스트 계획으로 요청 시 최대 225°C까지 확장된 온도 인증 가능
• 자동 조립을 위한 젤 팩 또는 테이프 앤 릴 포장
• 실현 가능성 평가, 리드 타임 추정 및 견적을 위해 대상 사양으로 문의하십시오. 표준 100pF 200°C 평가 샘플은 2-3주 이내에 배송됩니다. 4-6주의 프로토타이핑 리드 타임이 있는 맞춤 구성. 요청 시 200°C에서의 HTOL 인증 보고서 및 JESD22에 따른 ESD 특성화 데이터 제공.