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J-GLOBAL ID：202002269871288419   整理番号：20A0573320

GaNオンダイヤモンド素子のための室温結合GaN/ダイヤモンド界面を横切る界面熱コンダクタンス【JST・京大機械翻訳】

Interfacial Thermal Conductance across Room-Temperature-Bonded GaN/Diamond Interfaces for GaN-on-Diamond Devices

著者 (7件)： Cheng Zhe (George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, Georgia, United States) ,  Mu Fengwen (Collaborative Research Center, Meisei University, Tokyo, Japan) ,  Mu Fengwen (Kagami Memorial Research Institute for Materials Science and Technology, Waseda University, Tokyo, Japan) ,  Yates Luke (George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, Georgia, United States) ,  Suga Tadatomo (Collaborative Research Center, Meisei University, Tokyo, Japan) ,  Graham Samuel (George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, Georgia, United States) ,  Graham Samuel (School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Georgia, United States)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 12  号： 7  ページ： 8376-8384  発行年： 2020年 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 広いバンドギャップ,高い絶縁破壊電場,および高いキャリア移動度は,GaNを無線通信やレーダシステムなどの高出力および高周波エレクトロニクス応用のための理想的な材料にする。しかし,GaN系高電子移動度トランジスタ(HEMT)の性能と信頼性は,素子チャネルにおけるJoule加熱により誘起される高チャネル温度により制限される。GaNの高い熱伝導率基板との集積はGaN系HEMTからの熱抽出を改善し,素子の動作温度を下げることができる。しかし,GaNとダイヤモンド基板との不均一集積は,ダイヤモンド基板の超高熱伝導率によりもたらされる熱散逸ポテンシャルを最大化する技術的課題を示す。本研究では,2つの改良室温表面活性化結合(SAB)技術を用いて,GaNと単結晶ダイヤモンドを結合した。時間領域熱反射率(TDTR)を用いて,室温から480Kまでの熱特性を測定した。約4nm中間層(~90MW/(m~2K))を持つGaN/ダイヤモンド界面の比較的大きな熱境界コンダクタンス(TBC)を観察し,材料特性化を行い,界面構造をTBCと結び付けた。デバイスモデリングは,結合したGaN/ダイヤモンド界面の測定したTBCが,単結晶ダイヤモンドの超高熱伝導率を完全に利用することにより,高出力GaNデバイスを可能にすることを示した。モデル化した素子に対して,GaN-on-ダイヤモンドのパワー密度は,GaN-on-SiCのそれより約2.5倍高く,最大素子温度250°CのGaN-on-Siのそれより約5.4倍高い値に達することができた。著者らの研究は,特にGaN-on-ダイヤモンド素子に対して,エレクトロニクス冷却の応用のためのダイヤモンドと半導体の室温不均一集積の可能性を明らかにした。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *窒化ガリウム ,  熱特性 ,  半導体 ,  熱伝導率 ,  電場 ,  電子技術 ,  抵抗加熱 ,  バンドギャップ ,  絶縁破壊 ,  *ダイヤモンド ,  *コンダクタンス ,  *界面 ,  キャリア移動度 ,  信頼性 ,  炭化ケイ素

著者キーワード (5件)： 界面熱コンダクタンス ,  異種統合 ,  表面活性化結合 ,  ダイヤモンドオンダイヤモンド ,  TDTR

分類 (2件)： その他の無機化合物の薄膜  (BK14060A) ,  炭素とその化合物  (YB02060D)

タイトルに関連する用語 (5件)： GaN ,  室温 ,  ダイヤモンド ,  界面 ,  熱コンダクタンス