一种GaN器件近结区热阻测试方法和计算机设备与流程

专利2025-05-03  22


本发明属于半导体热检测领域,特别涉及一种gan器件近结区热阻测试方法和计算机设备。


背景技术:

1、gan器件具有高电子迁移率和大输出电流优势,但高电流密度工作下器件会产生大量的焦耳热,器件热源沟道温度会远高于环境温度,进而对器件的材料和电学特性造成极大影响。其中,近结区热阻是直接影响gan器件散热和实际工作温度的关键参数之一,如何降低gan器件近结区热阻成为行业重点关注的研究热点,其中,如何实现近结区热阻的精准检测是开展gan器件热管理工作、热可靠性评估以及热性能优化设计工作的重要基础。

2、现有技术利用3ω法测量得到gan器件的温升曲线,通过曲线中斜率差异与器件材料结构相对应,实现gan器件片内热阻测量,但该方法测试时间长,且因为温升曲线的拐点不够清晰,难以判断器件近结区的不同材料层的热阻。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种gan器件近结区热阻测试方法、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,能够高效地测试获取gan器件近结区的不同材料层的热阻。

2、为了实现上述目的,本发明的一个方面提供一种gan器件近结区热阻测试方法,包括:

3、步骤s1:采用与待测gan器件相同的制作工艺制作热阻测试结构,所述热阻测试结构包括第一测试结构和第二测试结构,第一测试结构包括衬底层、设置在衬底层上的aln缓冲层、设置在aln缓冲层上的gan层,第二测试结构包括衬底层,在第一测试结构和第二测试结构的表面设置金属测试电极;

4、步骤s2:利用3ω法对第一测试结构进行测试,得到第一测试结构的综合热导率,如下计算得到gan器件的片内热阻:

5、

6、其中,为第一测试结构的厚度,为第一测试结构的综合热导率,为gan器件的片内热阻;

7、步骤s3:利用3ω法对第二测试结构进行测试,得到第二测试结构的综合热导率,如下计算得到衬底层的体热阻:

8、

9、其中,为第二测试结构的厚度,为第二测试结构的综合热导率,为衬底层的体热阻;

10、步骤s4:根据第一测试结构和第二测试结构的3ω法测试结果,如下计算得到gan层的综合热导率:

11、

12、其中,为对第一测试结构进行测试时金属测试电极的温升,为对第二测试结构进行测试时金属测试电极的温升,为第一测试结构表面的金属测试电极的电阻,为对第一测试结构进行测试时驱动电流的峰值数值,为金属测试电极的宽度,为gan层的厚度,为gan层的综合热导率,

13、根据gan层的综合热导率,如下计算得到gan层的结构热阻:

14、,

15、其中,为gan层的结构热阻;

16、步骤s5:基于gan器件的片内热阻、衬底层的体热阻、gan层的结构热阻,如下计算得到aln缓冲层的接触热阻:

17、

18、其中,为aln缓冲层的接触热阻。

19、本发明的另一个方面提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的方法的步骤。

20、本发明的又一个方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

21、本发明的又一个方面提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

22、根据本发明上述方面的gan器件近结区热阻的测试方法、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,能够高效地获取gan器件近结区片内热阻、衬底层的体热阻,gan层的结构热阻、aln缓冲层的接触热阻,从而得到gan器件近结区的不同材料层的热阻。



技术特征:

1.一种gan器件近结区热阻测试方法,其特征在于,包括:

2.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1所述的方法的步骤。

3.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法的步骤。

4.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种GaN器件近结区热阻测试方法和计算机设备,所述方法包括:采用与待测GaN器件相同的制作工艺制作第一测试结构和第二测试结构,第一测试结构包括衬底层、AlN缓冲层、GaN层,第二测试结构包括衬底层;利用3ω法对第一测试结构进行测试得到综合热导率,计算得到GaN器件的片内热阻;利用3ω法对第二测试结构进行测试得到综合热导率,计算得到衬底层的体热阻;根据第一测试结构和第二测试结构的3ω法测试结果,计算得到GaN层的综合热导率,根据GaN层的综合热导率,计算得到GaN层的结构热阻;基于GaN器件的片内热阻、衬底层的体热阻、GaN层的结构热阻,计算AlN缓冲层的接触热阻。本发明能够高效地测试获取GaN器件近结区的不同材料层的热阻。

技术研发人员:付志伟,罗潇,韦覃如,刘陆川,路国光
受保护的技术使用者:中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室))
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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