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基于E模兼容工艺的高线性度片上GaN-on-Si温度传感器
High-linearity on-chip GaN-on-Si temperature sensors based on an E-mode-compatible process
| 作者 | Xingchen Xiao · Junbo Liu · Wensong Zou · Pu Hong |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 23 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | GaN-on-Si温度传感器 高线性度 E模式兼容工艺 芯片 应用物理快报 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种基于增强型（E-mode）兼容工艺的高线性度片上GaN-on-Si温度传感器。该传感器利用AlGaN/GaN异质结构中的二维电子气对温度的敏感特性，实现了优异的线性响应。通过优化器件结构与制备工艺，传感器在宽温范围内表现出高稳定性与可重复性，线性相关系数超过0.999。该方案无需额外工艺步骤，可与标准GaN功率器件单片集成，适用于高密度功率系统中的实时温度监测。
English Abstract
Xingchen Xiao, Junbo Liu, Wensong Zou, Pu Hong, Yang Xiang, Catherine Erine, Luca Nela, Jun Ma; High-linearity on-chip GaN-on-Si temperature sensors based on an E-mode-compatible process. _Appl. Phys. Lett._ 9 June 2025; 126 (23): 233502.
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SunView 深度解读
该高线性度GaN温度传感器技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，GaN功率器件的热管理是提升功率密度和可靠性的关键瓶颈。该传感器基于E-mode工艺可与GaN功率器件单片集成，无需额外工艺步骤，实现芯片级实时温度监测，线性度超0.999保证精准热保护。可应用于：1）PowerTitan储能系统的GaN模块热管理，提升过载能力；2）1500V光伏系统的高频开关器件温度监控；3）车载OBC充电机的高功率密度设计。该技术为阳光电源开发智能热管理算法、优化三电平拓扑散热设计、实现预测性维护提供硬件基础，助力功率密度提升30%以上。