热阻降低39.5%的4英寸金刚石基GaN HEMT工艺 |
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引用本文: | 廖龙忠,武毅畅,周国,付兴中,张力江.热阻降低39.5%的4英寸金刚石基GaN HEMT工艺[J].微纳电子技术,2023(8):1326-1331. |
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作者姓名: | 廖龙忠 武毅畅 周国 付兴中 张力江 |
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作者单位: | 中国电子科技集团公司第十三研究所 |
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摘 要: | 散热问题是制约GaN大功率器件应用的瓶颈,为解决这个问题,研究人员将注意力集中到金刚石上的GaN结构(金刚石基GaN)。研发了一种将4英寸(1英寸=2.54 cm)GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)转移到金刚石上来提高散热效率的工艺技术。首先采用GaN HEMT标准工艺制备GaN器件,然后将衬底进行剥离去除,接着将纳米级粘接层沉积到GaN和多晶金刚石的表面,最后通过4英寸晶圆级键合工艺,将去除衬底的GaN HEMT转移到金刚石上。测试结果显示,转移后的GaN HEMT的热阻较转移前热阻降低了39.5%,6.5 W总耗散功率下GaN HEMT的结温降低了33.77℃。而且,在48 V下对转移后的GaN HEMT进行了测试,结果表明,栅源电压1 V下漏极电流密度为0.93 A/mm,频率3.5 GHz下输出功率密度达到10.45 W/mm,功率附加效率(PAE)为51%,增益为13.9 dB。
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关 键 词: | GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT) 大功率器件 金刚石 晶圆级键合 |
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