金剛石基氮化鎵(GaN)技術(shù)的未來展望

近十年來，氮化鎵(GaN)的研究熱潮席卷了全球的電子工業(yè)。這種材料屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速度高、易于形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)等優(yōu)異性能，非常適于研制高頻、大功率微波、毫米波器件和電路，是近20余年以來研制微波功率器件最理想的半導(dǎo)體材料。隨著外延材料晶體質(zhì)量的不斷提高和器件工藝的不斷改進(jìn)，基于GaN基材料研制的微波、毫米波器件和電路，工作頻率越來越高，輸出功率越來越大。

隨著基于氮化鎵(GaN)材料的微波功率器件向更小尺寸、更大輸出功率和更高頻率的方向發(fā)展，“熱”的問題越來越突出，逐漸成為制約這種器件向更高性能提升的最重要問題之一。采用高熱導(dǎo)率金剛石作為高頻、大功率氮化鎵(GaN)基器件的襯底或熱沉，可以降低氮化鎵(GaN)基大功率器件的自加熱效應(yīng)，并有望解決隨總功率增加、頻率提高出現(xiàn)的功率密度迅速下降的問題，因此成為近幾年的一個國際研究熱點(diǎn)。

將金剛石引入高頻、大功率GaN基微波功率器件和電路，解決器件的散熱問題，是近幾年的國際研究重點(diǎn)。基于多晶金剛石的襯底轉(zhuǎn)移技術(shù)、基于單晶金剛石的材料直接外延技術(shù)和基于納米金剛石薄膜的器件表面覆膜技術(shù)，在解決高頻、大功率GaN基HEMT的散熱方面都具有非常重要的應(yīng)用潛力。

下一代金剛石基GaN技術(shù)將支撐未來高功率射頻和微波通信、宇航和軍事系統(tǒng)，為5G和6G移動通信網(wǎng)絡(luò)和更復(fù)雜的雷達(dá)系統(tǒng)鋪平道路。 (百度新聞)