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郭怀新: 作品数：19 被引量：34H指数：4; 供职机构：南京电子器件研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国防科技重点实验室基金陕西省自然科学基金更多>>; 相关领域：电子电信金属学及工艺一般工业技术理学更多>>

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超宽带隙氧化镓功率器件热管理的研究进展: 2025年; 氧化镓的低热导率是其功率器件发展的最大瓶颈,使其在高功率密度下产热时面临高效散热的巨大挑战。因此,开发全新的热管理和封装技术迫在眉睫。通过材料、器件和封装多层面的热管理来缓解自热引发的性能与可靠性问题成为关键。本文综述了超宽带隙(UWBG)氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))功率器件的热管理,针对相关挑战、潜在解决方案和研究机遇提出了观点。论文首先介绍了超宽带隙氧化镓的特性及其在电子器件领域的重要性,详细阐述了热管理在氧化镓器件中的关键意义。随后,从不同的热管理技术方面,包括衬底相关技术和结侧热管理技术等进行深入探讨,并分析了热管理对氧化镓器件电学性能的影响。最后,对氧化镓器件热管理的未来发展趋势进行展望,提出了“材料-器件-封装”电热协同设计、近结异质集成和新型外部封装等多维度的热管理策略,旨在唤起相关研究,加快超宽带隙氧化镓功率器件的开发和产业化进程。; 谢银飞何阳刘伟业徐文慧游天桂欧欣郭怀新孙华锐; 关键词：热管理氧化镓

微波等离子体化学气相沉积法合成高导热金刚石材料及器件应用进展被引量：7: 2022年; 随着第3代半导体的应用,电子器件向高功率、小型化发展,由此带来的“热”问题逐渐凸显,金刚石由于其超高的热导率及稳定的性质,被认为是最优的散热材料之一。简要介绍了微波等离子体化学气相沉积装备的原理及发展历程,对比分析了不同种类生长设备的差异,对单晶、多晶及纳米晶金刚石在器件散热应用中的现状进行总结,结合第3代半导体总结了金刚石增强散热产业化过程中将面临的性能与尺寸方面的瓶颈问题及金刚石材料“大、纯、快”的发展方向,并对散热应用的未来研究方向做出展望。; 赵继文郝晓斌赵柯臣李一村张森刘康代兵郭怀新韩杰才朱嘉琦; 关键词：金刚石微波等离子体化学气相沉积散热氮化镓器件

硅基氮化镓异质结材料与多晶金刚石集成生长研究被引量：4: 2021年; 在50.8 mm(2英寸)硅基氮化镓异质结半导体材料上采用低压等离子体化学气相沉积方法淀积100 nm厚度的氮化硅材料,然后采用微波等离子体化学气相沉积设备在氮化硅层上方实现多晶金刚石材料的外延生长。采用氮化硅作为过渡层和保护层有效调控了材料应力,保护了氮化镓基材料在多晶外延过程中被氢等离子体刻蚀,使得外延前后氮化物异质结材料特性未发生明显退化。透射电子显微镜测试结果显示,样品具有良好的界面且在金刚石的晶界上存在非金刚石相。本次研究成功实现了氮化镓金刚石的异质集成生长,这对采用金刚石解决氮化镓基HEMT器件的散热问题具有重要意义。; 杨士奇任泽阳张金风何琦苏凯张进成郭怀新郝跃; 关键词：金刚石氮化镓

TO型陶瓷外壳封接失效模式有限元分析被引量：3: 2016年; 针对TO型针封结构陶瓷外壳在封接过程中的开裂、变形等失效现象,采用ABAQUS有限元模拟软件,系统分析了包铜复合引线、氧化铝陶瓷环、柯伐过渡片及钢框架的应力分布规律。结果表明残余应力在陶瓷环上存在集中情况,且陶瓷内环受拉应力,极易导致瓷件微裂纹和开裂。进而解释了针封结构外壳在钎焊封接时易出现严重的因瓷件微裂纹或开裂引起的可靠性失效现象,并对类似针封结构外壳封接的可靠性评估和优化设计有一定的指导意义。; 司建文郭怀新王子良; 关键词：应力有限元

GaN功率器件芯片级热管理技术研究进展被引量：7: 2018年; 详细论述了GaN器件热瓶颈的原因,并对近年来国外正在开展的先进芯片级散热技术研究情况进行系统分析和评述。揭示了高导热材料及微流体与芯片近结集成的各类散热技术的热设计原理、工艺开发和面临的技术挑战,阐述了GaN器件芯片级热管理的技术现状和发展方向。; 郭怀新孔月婵韩平陈堂胜; 关键词：GAN器件金刚石微流体

多晶金刚石散热片制备工艺研究: 2024年; 通过微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)方法制备了不同工艺条件下的多晶金刚石散热片,并对其热导率、翘曲、表面形貌、晶体取向和拉曼光谱进行测试和分析。结果表明,甲烷浓度和生长温度对金刚石生长速率和品质都有较大影响,适当降低甲烷浓度并提高生长温度有助于制备低翘曲、高热导率的高品质多晶金刚石散热片。; 郝晓斌李一村孔霞吕继磊成楚飞代兵郭怀新朱嘉琦; 关键词：金刚石微波等离子体化学气相沉积散热

GaN器件金刚石近结集成热管理技术研究进展: 2024年; GaN器件大功率及高功率密度的发展受限于其自生热和近结区散热能力引起的器件结温升高问题,导致器件性能严重下降,GaN器件的大功率潜能远未得到发挥,金刚石近结集成热管理技术是解决GaN器件热瓶颈的重要途径。本文详细论述GaN器件近结热管理技术的重要性,并对近年来国际上正在开展的金刚石近结散热技术方法进行系统分析和评述,揭示了金刚石与GaN器件近结集成工艺途径及面临的技术挑战,阐述了GaN器件金刚石近结集成热管理的技术现状和发展方向。; 郭怀新郭怀新孔月婵陈堂胜李义壮孔月婵; 关键词：热测试

GaN功率器件片内微流热管理技术研究进展被引量：3: 2020年; GaN器件大功率、高集成度的发展受限于热积累效应引起器件结温升高问题,严重导致器件性能和寿命衰减,使GaN器件的高功率性能优势远未得到发挥,片内微流热管理技术是解决热瓶颈的重要途径。针对上述问题,详细论述了GaN器件热瓶颈的基础问题和片内微流热管理的重要性,并对近年来国际正在开展的片内微流散热技术研究情况进行系统分析和评述,揭示了微流体与GaN器件片内近结集成的各类设计方法、工艺开发途径和面临的技术难点,阐述了GaN器件片内微流热管理技术的现状和发展方向。; 顾鹏飞郭怀新沈国策韩潇; 关键词：热积累热管理热流密度

Al_2O_3/WCu封装的残余应力有限元分析被引量：5: 2014年; 采用ABAQUS有限元模拟软件,建立氧化铝陶瓷-钨铜金属功率集成电路外壳的三维计算模型,对其钎焊封装的残余应力进行模拟计算,并系统地分析了外壳设计因素和钎焊因素对封装的残余应力分布及大小的影响。结果表明,氧化铝陶瓷-钨铜金属外壳封装的残余应力存在应力集中现象,主要集中在封接区域;瓷框和底座的厚度比、封接宽度、瓷框倒角半径及钎焊降温速率等因素对其应力分布和大小都有一定的影响。研究结果对外壳封装的可靠性评估和优化设计有一定的指导意义。; 郭怀新胡进曹坤程凯王子良张海亮; 关键词：封装残余应力应力集中

基于金刚石钝化散热的栅区微纳尺度刻蚀研究: 2022年; 片内热积累效应严重制约GaN器件向高功率密度应用发展,金刚石钝化散热结构的GaN器件热管控技术已成为目前研究重点,而金刚石栅区高精度刻蚀和控制是实现该热管理技术应用的关键工艺难点。因此,本文采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,以氮化硅作为刻蚀掩膜,对纳米金刚石薄膜进行栅区微纳尺度刻蚀工艺研究,系统分析了刻蚀气体、组分占比、射频功率等工艺参数对刻蚀速率的影响。结果表明,ICP源功率与氧气流量对刻蚀速率有增强作用,Ar与CF_(4)的加入对刻蚀过程具有调控作用。最终提出了基于等离子体刻蚀技术的高精度微纳尺度金刚石钝化薄膜刻蚀方法,对金刚石集成GaN器件热管理和金刚石高精度刻蚀技术具有重要的指导意义。; 李义壮郭怀新郭怀新孔月婵郁鑫鑫; 关键词：金刚石薄膜 ICP刻蚀刻蚀速率热管理

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