【T3STER】采用热瞬态测试界面法测试70μm Ga2O3肖特基势垒二极管，成功验证热性能

氧化镓(Ga₂O₃)作为一种“超宽禁带半导体”材料，具有优异的物理性能。然而，Ga₂O₃功率器件的弱点在于导热率低，散热性不佳，这将影响器件稳定性。

针对氧化镓散热问题，南京大学电子科学与工程学院的团队发表论文《70-μm-Body Ga₂O₃ Schottky Barrier Diode with 1.48 K/W Thermal Resistance, 59 A Surge Current and 98.9% Conversion Efficiency》，在实验中采用衬底减薄工艺，将热阻降低到1.48 K/W，将浪涌电流增加到59 A，并将功率转换效率提高到创记录性的98.9%，显著提升其电热耐用性。

论文中，借助半导体热特性测试仪Simcenter T3STER，采用双界面法测得其器件的热阻值，验证了通过减薄衬底工艺获得的70微米厚Ga₂O₃肖特基二极管散热能力更强，在热管理方面有显著优势。Simcenter T3STER设备具有超强信噪比、高精密度，测试功率范围广等特点，能够对器件结温、半导体器件热阻和热容、热瞬态曲线、半导体器件封装内部结构进行测量、检验与分析。

同一个器件在两种不同的热环境下测量。

• 第一次测量时，待测器件直接与冷板直接接触，不涂导热硅脂；

• 第二次测量时，待测器件与冷板之间通过导热硅脂接触。

• 两次测试结果在结构函数上存在重合部分，重合部分即为物理结构上从结到外壳的区域，是为结壳热阻。

传统测试方法存在以下问题：

• 结果准确性受限于测试夹具：热电偶放置的位置没有接触到器件外壳，得到的结壳热阻值偏高；

• 测试重复性差：器件外壳的温度分布不均匀，热电偶放置的位置不同导致结壳热阻值不同；

• 对功率模块封装不适用：功率模块均为多芯片封装，热电偶应该放置在什么位置？

与传统的测试方法相比，最新的热瞬态测试界面法(Transient Dual Interface)具有更高的准确性和可重复性，而Simcenter T3STER是目前唯—满足此标准的商业化产品。通过这种高重复性的方法，可以方便地比较各种器件的结壳热阻，而且这种方法同样适用于热界面材料(TIMs)的热特性表征。

根据JESD51-14的规定，Simcenter T3STER支持分别使用：A、Z_θJC曲线的分离点    B、利用积分结构函数曲线的分离点两种方法来计算器件的结壳热阻。

利用Z_θJC曲线的分离点计算结壳热阻

利用积分结构函数曲线的分离点计算结壳热阻