Wafer-scale bonded GaN–AlN with high interface thermal conductance

材料科学 光电子学 宽禁带半导体 薄脆饼 接口(物质) 晶片键合 电导 热的 复合材料 凝聚态物理 物理 毛细管数 气象学 毛细管作用
作者
Man Li,Kaicheng Pan,Yijun Ge,Kenny Huynh,Mark S. Goorsky,Timothy S. Fisher,Yongjie Hu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:125 (3) 被引量:19
标识
DOI:10.1063/5.0206263
摘要

Wide and ultrawide bandgap semiconductors, such as GaN, play a crucial role in high-power applications, yet their performance is often constrained by thermal management challenges. In this work, we introduce a high-quality interface between GaN and AlN, prepared through wafer-scale bonding and verified via high-resolution transmission electron microscopy and transport experiments. We experimentally measured the thermal boundary conductance of the GaN–AlN interface, achieving up to 320 MW/m2K at room temperature using an ultrafast optical technique and sensitivity examinations. Non-equilibrium atomistic Green's functions and density functional theory simulations were conducted to model the interface phonon modes and their contributions to thermal transport, demonstrating good agreement with the experimental results from 80 to 300 K. Additionally, we observed a size-dependent effect on the thermal boundary conductance related to the GaN film thickness from 180 to 450 nm, which we attributed to quasi-ballistic thermal transport through molecular dynamics simulations. Our study has demonstrated a scalable processing route for wafer-sized chip packaging and provides fundamental insights to mitigate near-junction thermal resistance. Further exploration of interface engineering could facilitate co-design strategies to advanced thermal management technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CipherSage应助Conan采纳,获得10
刚刚
ljq发布了新的文献求助10
1秒前
lzb发布了新的文献求助10
1秒前
upupup应助争渡采纳,获得10
1秒前
Culloo应助JasonSun采纳,获得30
2秒前
2秒前
yan发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
不做第一只做唯一应助finn采纳,获得10
2秒前
颜yy发布了新的文献求助10
3秒前
田様应助CJW采纳,获得10
4秒前
背后尔容发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.3应助飞仔123采纳,获得10
5秒前
丘奇完成签到,获得积分10
6秒前
心字烧香发布了新的文献求助30
6秒前
7秒前
美丽的幻波完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
9秒前
haminy完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
贤惠的又菡完成签到 ,获得积分10
10秒前
ming完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Fair完成签到,获得积分10
12秒前
博子加加油完成签到,获得积分10
12秒前
大白完成签到,获得积分10
12秒前
小新完成签到,获得积分10
13秒前
虚心十三完成签到,获得积分10
13秒前
Bubble_bei发布了新的文献求助10
14秒前
颜yy完成签到,获得积分20
15秒前
标致水彤发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
Lucas应助swing采纳,获得10
16秒前
CCTwoo完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
娃娃关注了科研通微信公众号
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6022495
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7642518
关于积分的说明 16169456
捐赠科研通 5170810
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766873
邀请新用户注册赠送积分活动 1750169
关于科研通互助平台的介绍 1636914