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李施霖1,陈博远1,王成君2,李嘉宁1,杜经宁4,孙庆磊1,3,4
LI Shilin1, CHEN Boyuan1, WANG Chengjun2, LI Jianing1, TU King-ning4, SUN Qinglei1,3,4
摘要: 为解决氮化镓(GaN)功率器件散热瓶颈并克服GaN/金刚石直接键合中的晶格及热失配难题,基于分子动力学模拟,构建GaN/Ta–Au–Ta/金刚石结构,研究不同温度与压力下的界面键合与原子扩散行为。通过均方位移(MSD)、扩散系数与径向分布函数(RDF)分析原子运动,结合z轴方向原子数量分布图评估界面致密化特征。结果表明,温度由298 K升至500 K、压力由0 MPa增至10 MPa时,界面扩散显著增强,表现为MSD斜率增大、扩散系数上升及RDF主峰降低,界面混合加深;压力提升至15 MPa后扩散受抑。Ta原子扩散能力高于Au,促进界面更快致密化,其中Au-Ta界面呈现最高无序度,原子混合明显。揭示Ta-Au-Ta中间层增强GaN/金刚石界面原子扩散辅助键合机制,为优化键合参数与提升高功率器件热管理性能提供理论依据。