讲座通知:氧化镓 vs 热: 各向异性,热稳定性与散热

作者:本站编辑点击:时间:2022-11-30

题目:氧化镓 vs 热: 各向异性,热稳定性与散热

报告人:菲利普-古兹曼 博士

时间:2022年12月7日(周三) 17:00 (北京时间)

主持人:袁超 研究员

会议链接(软件ZOOM或者浏览器打开):    

https://us02web.zoom.us/j/85384765753?pwd=U1FNSnFWNS9sMUJSUXhUd3oydW9iUT09

          会议号: 853 8476 5753

         密码: 398299

欢迎各位师生踊跃参加!

 

主讲人简介:

菲利普·古兹曼,斯洛伐克科学院(IEE)电气工程研究所研究员。2011年进入IEE攻读微电子学博士学位,并于2015年凭借主题为GaAs基MOS结构的论文获得学位。此后,他加入了由J.Kuzmík博士领导的IEE III-N研究组,致力于III-N基(MOS)HEMTs的制备和表征。基于前期工作经验,他加入了英国布里斯托大学器件热成像和可靠性中心,在M.Kuball教授的研究小组中致力于III-N半导体材料和器件的光学表征以及高功率和高频GaN器件测温技术(拉曼热成像、红外成像、热反射、扫描热显微镜)。2019年,他回到了IEE,主要从事于宽禁带和超宽禁带材料和器件研究。 目前,古兹曼博士和武汉大学工业科学研究院袁超博士在研一个关于Ga2O3技术的国家合作项目。另外,古兹曼博士是IEE SAS科学委员会的副主席。

 

摘要:

不同相结构的氧化镓(Ga2O3)因其具有超宽带隙(约4.9 - 5.2 eV)而拥有极高临界场强(约8 MV/cm),这让Ga2O3在高功率、高频和高压电子器件上显示出巨大应用潜力。这种材料特性不仅覆盖了目前GaN和SiC的技术领域,还在直流电网、电力运输和国防等方面具有新的应用。相比于GaN和SiC,单斜β-Ga2O3还具有额外的优势:它可以通过提拉法、布里奇曼生长法、浮区法或导模法等成熟的熔融体生长技术来合成廉价的大块单晶。然而,β-Ga2O3较低的各项异性热导率(11 - 27 W/mK)会使器件发热而产生应用瓶颈。因为器件在高温工作时,会导致其快速退化或者产生更低的耗散功率密度,这就会限制Ga2O3材料的潜在应用。另一个与热相关的问题则是Ga2O3的非β相结构会在高温下发生相变而形成更稳定的β相。

本报告将主要讨论一些关于Ga2O3器件的热管理方法。根据β-Ga2O3的热导率具有各项异性的特点,选取热导率最高的[010]晶向(约为27 W/mK)用于提升器件散热。我们采用液相注入金属有机化学气相沉积法(Li-MOCVD),用两步生长法在M面蓝宝石衬底上制备的α-Ga2O3模板上生长 (010)取向的β-Ga2O3。并且实现了在4H-SiC衬底上采用Li-MOCVD来生长β-和ε/κ- Ga2O3。高热导率(约370W/mk)的SiC衬底能够为散热性能带来更大的提升,具有极大的工业应用前景。最后,我们用X射线衍射法在蓝宝石衬底上研究了Li-MOCVD外延生长αβε/κ- Ga2O3的热稳定性。