利用热反射热成像观测 GaN 晶体管中的弹道-扩散热输运
介观与纳米尺度物理
2023-02-28 v1 应用物理
摘要
为制定 GaN 晶体管的有效热管理策略，准确预测器件结温至关重要。由于器件中热生成区域的宽度与 GaN 的声子平均自由程相当，存在声子弹道输运并可显著影响热输运过程，这需要深入理解 GaN 晶体管中声子弹道效应的影响。本文中，通过热反射热成像 TTI 结合混合声子蒙特卡洛-扩散模拟测量热点温度，考察了 GaN-on-SiC 器件中的弹道-扩散声子输运。在 GaN 层顶部制备了一系列 Au 加热器，以定量模拟器件工作期间不同的热源分布。实验与模拟结果表现出良好一致性，且均表明声子弹道效应可显著升高热点温度。随着热源尺寸减小，基于傅里叶定律的预测误差增大，这强调了在器件热模拟中仔细考虑声子弹道输运的必要性。
引用
@article{arxiv.2302.13975,
title = {Observation of ballistic-diffusive thermal transport in GaN transistors using thermoreflectance thermal imaging},
author = {Zhi-Ke Liu and Yang Shen and Han-Ling Li and Bing-Yang Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.13975},
year = {2023}
}