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基于结构函数法与静态-脉冲I–V测量的射频HEMT用GaN-on-Si材料热阻优化
Thermal resistance optimization of GaN-on-Si materials for RF HEMTs based on structure function method and static-pulsed I–V measurements
| 作者 | Qingru Wang · Yu Zhou · Xiaozhuang Lu · Xiaoning Zhan |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 14 期 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | GaN器件 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | GaN-on-Si材料 射频高电子迁移率晶体管 热阻优化 结构函数法 静态脉冲I–V测量 |
语言:
中文摘要
针对射频高电子迁移率晶体管（RF HEMT）应用的GaN-on-Si材料，提出一种结合结构函数法与静态-脉冲I–V测量的热阻优化方法。通过提取不同器件结构下的瞬态热响应，利用结构函数分析热阻抗分布特征，识别主要热瓶颈。结合静态与脉冲I–V特性测量，量化自热效应并评估有效热阻。据此优化外延层结构与衬底工艺，显著降低器件热阻，提升散热性能与可靠性，为高性能GaN基射频器件的设计与制造提供指导。
English Abstract
Qingru Wang, Yu Zhou, Xiaozhuang Lu, Xiaoning Zhan, Quan Dai, Jianxun Liu, Qian Li, Xinkun Zhang, Yamin Zhang, Qian Sun, Shiwei Feng, Zhihong Feng, Meixin Feng, Xin Chen, Hui Yang; Thermal resistance optimization of GaN-on-Si materials for RF HEMTs based on structure function method and static-pulsed I–V measurements. _Appl. Phys. Lett._ 7 April 2025; 126 (14): 142102.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源GaN器件应用有重要参考价值。结构函数法与静态-脉冲I-V测量相结合的热阻优化方法，可直接应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的GaN功率模块设计。通过优化外延层结构与衬底工艺，可显著提升GaN器件散热性能，有助于实现更高功率密度的产品设计。这对提高阳光电源新一代1500V系统的开关频率、降低系统体积、提升可靠性具有重要指导意义。建议在下一代高频化逆变器和车载OBC产品中验证该优化方法的实际效果。