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梁剑波，现任大阪公立大学副教授及博士生导师，主要专注于金刚石，氮化镓，碳化硅异质半导体材料的直接键合、高导热异质界面、异质界面的晶体结构以及大功率高效新型半导体器件的研发。近年来，在国际著名刊物如 "Adv. Mater."，"Nat. Com"，"Small"，"Appl. Phys. Lett"等发表了150余篇论文，同时拥有15项专利。在国际会议上，多次荣获了最佳发表奖，并获得南部阳一郎（诺贝尔物理学奖获得者）颁发的优秀研究奖和著名刊物优秀审稿奖等多个奖项。随着人工智能和5G通信技术的迅速普及，半导体器件的集成度和单位面积功率密度显著提升，导致器件发热量急剧增加。这种热量积聚会引发器件过热问题，从而影响性能稳定性并缩短器件使用寿命。因此，开发高效的散热方法已成为电子器件领域的重要研究方向。金刚石因其无与伦比的导热性（约2200 W/m·K）和机械强度，被认为是理想的散热材料，尤其适用于高功率和高频电子器件。在本研究中，我们创新性地开发了一种金刚石直接键合技术，旨在提高半导体器件的散热性能。通过将硅基板上生长的AlGaN/GaN/3C-SiC薄膜直接键合到金刚石基板上，形成AlGaN/GaN HEMTs/3C-SiC on diamond结构，我们成功实现了显著的散热改进。该配置相比于传统的GaN-on-4H-SiC和GaN-on-Si结构，展示出更优异的散热性能，其中3C-SiC/金刚石界面具有卓越的热稳定性和导热性。这种界面结合了金刚石的高导热特性和3C-SiC的优良热匹配性能，有助于减少界面热阻，增强器件的整体热传导效率。我们的研究不仅着眼于小尺寸实验，还正在推进将硅基板上生长的AlGaN/GaN/3C-SiC薄膜转移到大尺寸多晶金刚石基板上的技术开发，以实现低成本、高散热性能的GaN器件制造。此过程涉及对大面积金刚石的制备、应力控制及界面热管理的深入研究，以确保批量生产的可行性和性能一致性。此外，我们还致力于对界面结构和热边界阻力进行深入分析，借助实验和热传导模型模拟，揭示其对整体散热性能的影响机理。通过优化界面结晶度、粗糙度和缺陷密度，我们进一步提升了器件的热管理性能，确保其在高功率和高频运行下的稳定性和可靠性。此研究为下一代高功率电子器件提供了可靠的技术基础，有望推动高效散热技术的产业化应用，满足未来更高散热需求的电子技术发展。（一）欢迎登录mTT2024官方网站：http://mtt2024.csmnt.org.cn 注册参会。
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