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在AlGaN/GaN射频HEMT上集成顶面低温钻石用于器件级冷却
Integration of top-side low-temperature diamond on AlGaN/GaN RF HEMT for device-level cooling
| 作者 | Rohith Soman · Mohamadali Malakoutian · Kelly Woo · Thomas Andres Rodriguez |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 21 期 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 低温金刚石 AlGaN/GaN RF HEMT 器件级冷却 集成 应用物理快报 |
语言:
中文摘要
本文报道了一种在AlGaN/GaN射频高电子迁移率晶体管（HEMT）上直接集成顶面低温合成钻石薄膜的技术，以实现器件级主动散热。通过在器件表面低温沉积高质量多晶钻石膜，显著提升了热导性能，有效降低了工作时的结温。实验结果表明，该集成方案在不牺牲射频性能的前提下，大幅改善了器件的热管理能力，延长了使用寿命并提高了功率稳定性。此方法为高功率密度微波器件的热调控提供了可行的片上解决方案。
English Abstract
Rohith Soman, Mohamadali Malakoutian, Kelly Woo, Jeong-Kyu Kim, Thomas Andres Rodriguez, Rafael Perez Martinez, Matthew DeJarld, Maher Tahhan, Jarrod Valliancourt, Eduardo M. Chumbes, Jeffrey Laroche, Srabanti Chowdhury; Integration of top-side low-temperature diamond on AlGaN/GaN RF HEMT for device-level cooling. _Appl. Phys. Lett._ 26 May 2025; 126 (21): 213503.
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SunView 深度解读
该GaN HEMT顶面钻石散热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器件的高功率密度运行面临严峻的热管理挑战，该低温钻石集成方案可在不影响射频性能前提下显著降低结温，直接提升器件可靠性和功率稳定性。对于PowerTitan大型储能系统和1500V高压光伏系统，该片上散热技术可优化功率模块热设计，提高功率密度，减小系统体积。在电动汽车OBC和电机驱动等高频开关应用中，该技术可延长GaN器件寿命，提升系统效率。建议在三电平拓扑和SiC/GaN混合模块中探索该散热方案的工程化应用。