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《伊利诺伊大学报道热导率与不同GaN材料位错密度的关系》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2019-11-17

  • 由Can Bayram教授领导的伊利诺伊大学的研究小组现报告，不同GaN材料的位错密度对热导率存在影响，这是对具有不同位错密度（包括氢化物气相外延）的氮化镓材料的热导率进行的首次系统研究。氮化镓（GaN）材料对于能量转换，通信和传感至关重要，但现有的主流GaN光子和电子器件受到热提取的限制，这是GaN器件（包括RF晶体管和LED）中最大的挑战之一。

    研究对象包括（HVPE）生长的GaN，高氮化物压力（HNP）生长的GaN，蓝宝石（GaN /蓝宝石）和硅（111）（GaN / Si）上的金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的GaN 。

    HVPE GaN、HNP GaN、MOCVD生长的GaN /蓝宝石、GaN / Si的GaN热导率（κGaN）分别为204.7（±4.6）、206.6（±6.8）、191.5（±10.5）和164.4（±3.2）W / mK，位错密度（σD）分别为4.80（±0.42）x105、3.81（±0.08）x106、2.43（±0.20）x108和1.10（±0.10）x109cm -2，分别使用阴极发光和XRD。

    实验数据提出了一个新的经验模型，以描述GaN的热导率如何受位错密度的影响，特别是κGaN= 210tanh0.12（1.5x108 /σD）。他们还提出了Klemens模型的一种修改，其中增加了位错引起的散射强度，以解释随着位错密度的增加，导热系数下降的实验速率。

    它们的经验表达式提供了一种方法，通过确定位错密度来间接估算异质外延生长的GaN样品的热导率，这比直接测量热导率更简单。

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