本報訊(見習記者江慶齡)中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員歐欣團隊聯合南京電子器件研究所研究員李忠輝團隊,在金剛石基氧化鎵異質集成材料與器件領域取得突破性進展。近日,該研究成果在第70屆國際電子器件大會上以口頭報告的形式發表。
氧化鎵的熱導率最低,不到硅材料的1/5,這使得氧化鎵器件在大功率工況下存在嚴重的自熱效應和壽命短等可靠性問題。作為自然界中已知熱導率最高的材料,金剛石是大功率射頻器件的理想熱沉襯底材料。因此,將金剛石用于異質集成已成為大功率器件熱管理的重要研究方向,但通過直接外延生長和晶圓鍵合實現金剛石基異質集成材料,仍面臨巨大挑戰。 基于歐欣團隊開發的異質集成襯底材料(XOI)晶圓轉印技術,聯合團隊率先在國際上實現陣列化氧化鎵單晶薄膜與1英寸金剛石襯底的異質集成,轉移處理后氧化鎵單晶薄膜材料的多項指數均為目前已報道最優。基于此制備的射頻器件性能和散熱能力得到顯著提升,相同功率下,器件結區最高溫度較氧化鎵同質器件降低250℃,散熱能力提升11倍。值得一提的是,該方法成本較低,不受晶圓表面質量限制。 該工作充分證明了晶圓級金剛石基氧化鎵異質集成材料具有優異的散熱能力和廣闊的應用前景。 《中國科學報》 (2024-12-23 第3版 綜合)
|