日本中文不卡_级黄色待黄视频_国产精品bd免费观看_日韩18禁强伦姧人妻_亚洲伦理影院_少妇无码AV无码专区线Y_又大又粗又黑无码视频软件_免费国产小视频_美女黄18以下禁止观看免费_97影院论理手机在线观看

隨著GaN基電子功率轉(zhuǎn)化器的功率密度增加和尺寸減小，器件的散熱成為實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。金剛石在所有天然材料中具有最高的熱導(dǎo)率，可用于與 GaN 集成以消散 AlGaN/GaN 高電子遷移率晶體管 (HEMT) 通道產(chǎn)生的熱量。目前的金剛石基 GaN 晶片（GaN-on-diamond）制備技術(shù)包括三種策略：GaN與金剛石結(jié)合、金剛石在GaN上的外延生長(zhǎng)和GaN在金剛石上的外延生長(zhǎng)。

由于大的晶格失配和熱失配，金剛石基氮化鎵晶片的集成受到應(yīng)力、彎曲、裂紋、界面粗糙和熱邊界電阻大的影響。過(guò)渡層或緩沖層的界面阻礙了來(lái)自器件通道的熱流，并極大地影響了器件性能。

日本國(guó)立物質(zhì)材料研究所桑立雯研究員團(tuán)隊(duì)總結(jié)了三種不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)GaN-on-diamond晶圓制備AlGaN/GaN HEMT器件。討論了每種方法所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。此外，針對(duì)不同的集成和測(cè)量方法，分析了表征熱量集中的 GaN 和金剛石之間的有效熱邊界電阻。

圖1. 用于HEMT器件的金剛石基GaN晶片的制造

S：源極，D：漏極，G：柵極。

文章系統(tǒng)的綜述了近年來(lái)用不同方法制備GaN-on-diamond晶圓的研究進(jìn)展、材料的性能以及制備的HEMT器件。GaN 或制作精良的 AlGaN/GaN HEMT 器件與金剛石的鍵合可以保持 GaN 器件和金剛石襯底的質(zhì)量。然而，介電夾層對(duì)于高溫或室溫鍵合以及由表面活化引起的非晶層是必需的。該夾層阻礙了來(lái)自器件通道的熱流，導(dǎo)致大的有效熱邊界電阻（TBReff）。近年來(lái)，SCD 襯底上 GaN 或 AlGaN/GaN HEMTs 結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)技術(shù)得到發(fā)展。在外延GaN與金剛石襯底之間的界面處有較低的TBReff <10 m2K/GW。然而，雖然HEMT器件被證明，但由于大的晶格失配和熱失配，HEMT器件的晶體質(zhì)量和遷移率仍然與傳統(tǒng)的藍(lán)寶石、Si、SiC和獨(dú)立GaN襯底上生長(zhǎng)的器件相差甚遠(yuǎn)。在GaN或HEMTs器件上的多晶或納米晶金剛石的CVD生長(zhǎng)具有直接生長(zhǎng)的獨(dú)特性，其生長(zhǎng)位置盡可能接近焦耳熱點(diǎn)，這可能對(duì)熱耗散非常有效。然而，化學(xué)氣相沉積過(guò)程中氫對(duì)GaN的破壞和金剛石的成核減少限制了薄膜的質(zhì)量，導(dǎo)致金剛石的熱導(dǎo)率較差，TBReff 較大。此外，金剛石和GaN之間較大的熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致金剛石上GaN晶片出現(xiàn)應(yīng)力問(wèn)題，導(dǎo)致層裂和晶片彎曲，影響器件的電性能。迄今為止，研究人員已經(jīng)用不同的方法來(lái)解決上述問(wèn)題。毫無(wú)疑問(wèn)，與藍(lán)寶石、Si 和 SiC 襯底上的器件相比，使用金剛石作為 AlGaN/GaN HEMT 器件的散熱器散熱是降低工作結(jié)溫度的高效方法。雖然GaN和金剛石之間存在較大的TBReff，但富士通實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將 HEMT 操作期間的器件溫度降低了 40% 以上，而且由于金剛石的高導(dǎo)熱性，溫度可以降低 100°C 甚至更多。然而，要充分利用GaN技術(shù)進(jìn)行高功率應(yīng)用，降低GaN與金剛石之間的TBReff仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。使用金剛石散熱器對(duì)基于 GaN 的功率器件進(jìn)行有效的熱管理仍然需要新的策略和概念。

文獻(xiàn)信息：