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通过衬底减薄和结面冷却提高Ga$_{2}$O$_{3}$肖特基二极管的散热能力和电流额定值
Improving the Heat Dissipation and Current Rating of Ga$_{2}$O$_{3}$ Schottky Diodes by Substrate Thinning and Junction-Side Cooling
| 作者 | Florian Wilhelmi · Yuji Komatsu · Shinya Yamaguchi · Yuki Uchida · Tadashi Kase · Shinji Kunori · Andreas Lindemann |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2023年6月 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | 宽禁带半导体 功率模块 热仿真 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 氧化镓 Ga2O3 肖特基二极管 热管理 衬底减薄 结面冷却 电力电子 热导率 |
语言:
中文摘要
氧化镓（Ga$_{2}$O$_{3}$）作为功率电子材料具有广阔前景，但其低热导率引发了散热管理挑战。本文评估了Ga$_{2}$O$_{3}$肖特基二极管的不同封装策略，对比了600μm标准厚度与200μm减薄大面积β-Ga$_{2}$O$_{3}$二极管在陶瓷基板上的散热性能，验证了减薄工艺与结面冷却对提升器件电流承载能力的关键作用。
English Abstract
Gallium oxide (Ga$_{2}$O$_{3}$) is attractive as a material for power electronics but its low thermal conductivity has risen concerns about thermal management problems. This article provides a direct evaluation of different assembly strategies for Ga$_{2}$O$_{3}$ Schottky diodes. 600 μm thick (current standard) and novel 200 μm thin large-area $\beta$-Ga$_{2}$O$_{3}$ diodes are assembled on cerami...
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SunView 深度解读
Ga$_{2}$O$_{3}$作为超宽禁带半导体，在未来高压、高功率密度电力电子应用中潜力巨大。对于阳光电源的组串式光伏逆变器和PowerTitan储能系统而言，提升功率密度是核心竞争力。该研究提出的衬底减薄与结面冷却技术，能有效解决宽禁带器件在高功率密度设计下的热瓶颈问题。建议研发团队关注Ga$_{2}$O$_{3}$器件的产业化进程，将其作为SiC器件的潜在补充，重点评估其在下一代高频、高效功率模块中的应用潜力，以进一步缩小逆变器体积并提升系统可靠性。