Verständnis der Mehrwege-Wärmeabfuhr unter Verwendung von peripherem Diamant in AlGaN/GaN HEMTs durch elektrothermische Simulationen

Zusammenfassung Der Hochleistungsbetrieb von Hoch-Elektronenmobilitäts-Transistoren (HEMTs) ist aufgrund einer Vielzahl von thermischen Widerständen in HEMT-Geräten, die zu Selbstheizungseffekten (SHEs) führen, begrenzt. Um SHEs zu reduzieren, haben sich integrierte Diamant-Wärmeverteiler im Gerät als effizient erwiesen, um Wärme aus dem Gerät abzuleiten. In diesem Bericht verwenden wir elektrothermische technologiegestützte Simulationen, um ein qualitatives Verständnis der Mehrwege-Wärmeabfuhr unter Verwendung von Diamant-Wärmeverteilern zu demonstrieren, um die thermische Leistung von HEMTs bei hohen DC-Ausgangsleistungsdichten (∼40 W mm −1 ) zu verbessern. Die Auswirkungen jedes Wärmeabfuhrwegs werden unter Berücksichtigung des thermischen Grenzwiderstands zwischen der diamant/GaN-Heteroschnittstelle und der Optimierung der GaN-Pufferlayer-Dicke verstanden. Mit diesen Erkenntnissen simulieren wir ein AlGaN/GaN HEMT-Gerät, das mit 40 W mm −1 DC-Ausgangsleistung betrieben wird, und demonstrieren eine signifikante Reduktion der Temperatur.