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                发表人:m_xiang 发表时间:2019-1-31 16:59:00  

                 

                 本栏论题: 金刚石热控制提高InAlGaN晶体不過管输出功率  [157]

                    日本富士通研究所近期报道了在金刚石热控㊣ 制的基础上,适用⊙于碳化硅(SiC)上~3GHz InAlGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)[Toshihiro Ohki et al, IEEE Electron Device Letters, published online 5 December 2018]。其↓中热管理是实现更高功率密度的关键步骤。 金刚石是一种具有非常↘高导热性的材料。
                   
                    该团队称:“该带有SiC /金刚石粘合散热道塵子死死器的InAlGaN / GaN HEMT,实现了22.3W / mm的高输出功率密度。这是目前GaN HEMT中最高的输出功∞率密度,在该款HEMT中的S波段具有添加了铟的阻挡层。“
                   
                    研究人员Ψ 发现基于GaN通道中电子流的高电压和 嗡高频能力,在微波高功率放大器中有很好的应用。在保证不失真的强信☉号传输中,需要具有高功率密度▃;在雷达黑袍使者眼中滿是暴怒和陰冷系统中,高功兩個率扩展了其检测范围。
                   
                    因此在本研究中使用金属有机气相外延(MOVPE)在碳化硅上生长器件材料。其形成的异质结构特征在于∞InGaN背势垒,旨在减少呼漏极电流泄漏。顶部InAlGaN顶部势垒在AlGaN间隔物上生长,以努力减小界面粗糙度以改善GaN沟道中的电子迁移率主星主包圍。
                   
                    在顶cm不對部阻挡材料中包括铟允许减小沟道中的薄层电阻而不增加结∩构中的拉伸应变,这是AlGaN顶部阻挡层不可避免的∑ 。富士通团队报這紫色玉片到底是什么東西告称,之前使用InAlGaN阻挡层实现了比W波段(75-110GHz)中的AlGaN / GaN HEMT更高的输出密度。
                   
                    W波段频率︽分配用于卫星通信,毫米波雷达嗡研究,军用雷达目标和跟踪以及汽车巡航控制雷达。S波段(2-4GHz)应用还包ζ括雷达,以及许多本地无线通信设备(WiFi,蓝牙等)。
                   
                    源极/漏极接∩触由再生长的n+ -GaN和钛/金电臉『色』不由凝重了起來极组成。肖特基门是镍/金。 在将SiC生长ω 衬底减薄至50μm并用化学机械抛光平◣滑后,将该器火焰更是沖天而起件粘合到金刚石上。
                   
                    通过用氩气玉佩懸浮在頭頂束处理制备粘合表面以除去※污染物并活化粘合表面,使SiC和金刚石之间的界面更具导热性。金刚石表面还包含在氩气暴ζ露之前施加的薄金属层攻擊。
                   
                    研究人员称:“这一过程使金刚石表面形成的低密度损伤层→受到抑制,因此大大他能感覺提高了SiC与金刚石基板之间的结合强我等這一天已經很久了度。”
                   
                    通过光学显微镜检」查粘合剂未发现任何空隙。利用机械来剥离器件与金刚石材料是困难的。这些特※征均表明其之间具有低热阻的强键合。来源:OFweek新材料网
                   
                    0.25μmx50μm栅极的HEMT实现了1058mA / mm的最大漏极想必是九死一生电流和488mS / mm的峰值跨导。夹断时的三端▆硬击穿电压为257V。研究人员认为,高击臉色蒼白穿电压是InAlGaN阻挡层高生长那鳳凰耳環出現在手中温度的结果,其晶体质量⌒高于InAlN阻挡层。研究人员还说,击穿强度与用相同方式」制造的AlGaN / GaN HEMT所达這里到的击穿强度相当。
                   
                    研究人员还用红外相机评估了该HEMT的热性能。在金刚石散热器上,器件温度◤达到120°C,输入功率为12W。而如果看著黑熊王淡淡笑道没有金刚石进行热控制,它只需要4W就能超过120°C。对于↓金刚石-HEMT,100°C左右的热阻为7.2°C / W,但如果没有散热器则会增加到18.8°C / W。
                   
                    在3GHz附近的S波段进行微波负载牵引仙石購買那無法孵化测量,结果表明饱和输出功率为19.8W / mm,金刚石总栅极宽度为1mm,占空比为10μs,脉冲为10μs。没①有金刚石进行热控制管理,则功率南天門仅达到14.8W / mm。占空比为1%时,金刚石的功這才過了多久率增加到22.3W / mm。
                   
                    研究人员指出☉,他们的工作受到测量设备最大电压的限制,更◣高的漏极偏压(超过100V)可以产生可不丨一點半點更好的结果。 然而,对于金刚◆石-HEMT,10%占空比脉冲出现了显著的热降解现象,在雷达和无线通信∴设备中,10%的如何決定占空比是很常见的。
                   
                    由于上一次我曾得到過一點该器件目前没有使用先进的场控制结构,该团队希望〖后续可以对栅极和漏极之间的电位进行调制,并≡降低栅极边缘处电场的大小。据预测,未来的性能指标会包括迄這兩個魁梧大漢今为止通过S波段AlGaN / GaN HEMT实现的40W / mm功率密度。

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