【CASICON 2021】美国弗吉尼亚理工大学张宇昊:氧化镓功率器件制备与封装技术

日期:2021-09-16 来源:半导体产业网阅读:312
核心提示:报告指出,其团队近期首次实现了大面积氧化镓器件的制成和封装,并首次报道了大电流、封装的氧化镓器件的稳态和瞬态热学性能。
近日,“2021中国(南京)功率与射频半导体技术市场应用峰会(CASICON 2021)”在南京召开。本届峰会由半导体产业网、第三代半导体产业主办,并得到了南京大学、第三代半导体产业技术创新战略联盟的指导。
 
氧化镓是一种新兴的超宽禁带半导体材料,其晶圆已实现大面积商业化生产。因而近来,氧化镓功率器件受到了极大的关注。当前,氧化镓器件所面临的最大的挑战之一是氧化镓材料极低的电阻率(碳化硅的1/20)以及所导致的器件功率密度的限制。另外一方面,作为通向应用的必经之路,大电流氧化镓器件的制备、封装和应用还极少有报道。
张宇昊
会上,美国弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心助理研究员张宇昊带来了关于氧化镓功率器件制备、封装的主题报告,报告指出,其团队近期首次实现了大面积氧化镓器件的制成和封装,并首次报道了大电流、封装的氧化镓器件的稳态和瞬态热学性能。其研究团队制备了大电流垂直结构氧化镓肖特基二极管,并采用了基于银烧结的双面封装技术。该封装技术可以直接导走器件肖特基结处产生的热,避免其经过低电阻率的氧化镓沉底。双面封装的氧化镓肖特基二极管在稳态时实现了比相同等级商用碳化硅二极管更低的热阻,并在瞬态时可以通过高达70 A的浪涌电流。其最高浪涌电流与额定电流之比也超过了商用碳化硅二极管。这些工作为解决氧化镓器件的热管理和应用问题提供了一条有效的途径。

嘉宾简介
张宇昊现在是美国弗吉尼亚理工大学电力电子研究中心(Center for Power Electronics Systems, CPES)助理教授,并领导该中心的器件和功率半导体研究。该中心由Fred Lee创立,现得到超过80家公司的资助,拥有电力电子领域基于高校的最大的产业联盟之一。
 
张宇昊研究兴趣包括功率器件、宽禁带和超宽禁带半导体材料、器件封装、以及电力电子应用。张宇昊已发表文章90余篇,涵盖多个领域(IEDM, EDL, APL, T-PEL, JESTPE, APEC, IRPS, Nature等),并有4个已经授权的美国专利。并获得2017年麻省理工学院Microsystems Technology Laboratories最佳博士论文奖、2019年IEEE George Smith Award (IEEE EDL年度最佳论文奖)、2020年IEDM Conference Highlight荣誉、2021年美国National Science Foundation CAREER奖、2021年弗吉尼亚理工优秀助理教授奖。其博士生获得2021 APEC最佳报告奖、2021 IEEE Power Electronics Society最佳博士论文奖等奖项。

参考文献:

[1]    M. Xiao et al., “Packaged Ga2O3 Schottky Rectifiers With Over 60-A Surge Current Capability,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 36, no. 8, pp. 8565–8569, Aug. 2021, doi: 10.1109/TPEL.2021.3049966.

[2]    B. Wang et al., “Low Thermal Resistance (0.5 K/W) Ga₂O₃ Schottky Rectifiers With Double-Side Packaging,” IEEE Electron Device Lett., vol. 42, no. 8, pp. 1132–1135, Aug. 2021, doi: 10.1109/LED.2021.3089035.

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