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サーモリフレクタンス法を用いたワイドギャップ半導体材料に
おける熱輸送とフォノンMFPの評価


シリコンカーバイド（SiC）や窒化ガリウム（GaN）に代表されるワイドギャップ半導体や、ダイヤモンド、窒化アルミニウム（AlN）、酸化ガリウム（Ga2O3）などのウルトラワイドギャップ半導体が注目を集めています。これらの材料は、その広いバンドギャップによって高い電圧に耐えられるという特徴を備えており、電気自動車や産業用の大型機器などの電力用パワーデバイスで重要な役割を果たしています。


一方、大電流を扱うことにより電力損失、すなわち発生する熱量が大きくなると、デバイスの性能や信頼性を損なう要因となってしまいます。また、材料の薄膜化・微細化が進んで系の代表長さがフォノンの平均自由行程よりも短くなると、バリスティックな熱輸送効果が現れて熱伝導率がバルク材料の値よりも小さくなることが知られています。デバイスを正しく機能させるためには、半導体材料におけるフォノン熱輸送への理解を深めて、適切な熱マネジメントを行うことが求められます。


この資料で学べること　〜掲載コンテンツのご紹介


このページでダウンロードできるPapersPicks 『サーモリフレクタンス法を用いたワイドギャップ半導体材料における熱輸送とフォノンMFPの評価』では、クリエイティブ・コモンズのCC BYラインセンスが付与された学術論文のなかから、以下のトピックスを紹介しています。


  • BB-FDTRを用いたGaAs、GaN、AlN、4H-SiCのフォノンMFPスペクトルとその温度依存性の評価。
  • TDTRを用いたさまざまなSiCナノ構造体における熱伝導率のサイズ効果と温度依存性の評価。
  • FDTRを用いたホモエピタキシャルAlN薄膜の熱伝導率と界面熱コンダクタンスおよびその膜厚依存性の評価。
  • TDTRを用いた単結晶ダイヤモンド基板上のGa2O3ナノ薄膜の界面熱コンダクタンスの評価。

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（2022年6月）