日本住友利用二英寸金剛石襯底制備出氮化鎵器件

近日，日本住友電氣工業(yè)公司宣布，與大阪公立大學聯(lián)合在直徑兩英寸的多晶金剛石（PCD）基板上成功制作出氮化鎵（GaN）晶體管。這一突破使晶體管的熱阻降至硅（Si）的1/4、碳化硅（SiC）的1/2，極大改善了無線通信中高頻半導體GaN晶體管的散熱性能，從而提升了其工作頻率和輸出能力。

隨著無線通信需求的不斷增長，對于GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）的要求也越來越高，尤其是對其頻率和輸出功率的需求。然而，設備的自發(fā)熱問題限制了其輸出，進而影響了信號傳輸，降低了通信性能和可靠性。為了解決這一問題，大阪公立大學通過利用金剛石的高熱導率，成功提升了GaNHEMT的散熱特性，解決了這一技術(shù)難題。

一般來說，GaNHEMT通常使用硅（Si）或碳化硅（SiC）作為襯底。然而，由于金剛石的熱導率極高（是硅的12倍，碳化硅的4-6倍），金剛石作為襯底可以將熱阻分別降低至1/4和1/2。不過，多晶金剛石由于晶粒較大且表面粗糙度較差，難以直接與GaN層結(jié)合。為了解決這一問題，住友電工采用了先進的金剛石襯底拋光技術(shù)，將表面粗糙度降低至傳統(tǒng)技術(shù)的一半，并結(jié)合大阪公立大學的技術(shù)成功將GaN層從硅襯底轉(zhuǎn)移到多晶金剛石上。這項技術(shù)的成功驗證了GaN結(jié)構(gòu)在多晶金剛石上的可行性，并進一步提升了散熱特性的一致性。

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