近日，日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社（Sumitomo Electric）宣布，其與大阪公立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)成功在兩英寸多晶金剛石（PCD）基板上開(kāi)發(fā)出高性能氮化鎵（GaN）高電子遷移率晶體管。
隨著無(wú)線通信需求的快速增長(zhǎng)，GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）的頻率和輸出功率要求也不斷提高。然而，器件自發(fā)熱問(wèn)題成為制約其性能的關(guān)鍵瓶頸，影響信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院屯ㄐ判省榻鉀Q這一難題，研究團(tuán)隊(duì)利用金剛石的高熱導(dǎo)率優(yōu)勢(shì)，顯著提升了GaN HEMT的散熱性能。
傳統(tǒng)GaN HEMT通常以硅（Si）或碳化硅（SiC）為襯底，但金剛石的熱導(dǎo)率是硅的12倍、碳化硅的4-6倍。采用多晶金剛石襯底后，器件熱阻降至傳統(tǒng)硅基方案的四分之一、碳化硅基方案的二分之一。由于多晶金剛石表面粗糙度較高，直接與GaN層結(jié)合存在技術(shù)難度。住友電工通過(guò)改進(jìn)拋光工藝，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(xué)的轉(zhuǎn)移技術(shù)，成功將GaN層從硅襯底遷移到多晶金剛石上。

圖源：住友電工
這一成果不僅驗(yàn)證了GaN結(jié)構(gòu)在多晶金剛石上的可行性，還進(jìn)一步提升了散熱性能的一致性，為高頻、高功率無(wú)線通信應(yīng)用提供了新的技術(shù)路徑。

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