晶體管技術大革新:新技術可使散熱能力提高2倍以上

作者 | 發布日期 2024 年 01 月 03 日 17:56 | 分類 功率

據報道,大阪公立大學(Osaka Metropolitan University)研究小組利用地球上導熱性最高的天然材料——金剛石為襯底,制作出了氮化鎵(GaN)晶體管,其散熱能力比傳統晶體管提高了2倍以上。

據悉,該晶體管不僅可以用于5G通信基站、氣象雷達、衛星通信等領域,還可以用于微波加熱、等離子體處理等領域。最新研究成果已于近期發表在了“Small”雜志上。

隨著半導體器件的日益小型化,出現了諸如功率密度和熱量產生的增加等問題,這些問題會影響這些器件的性能、可靠性和壽命。

據了解,金剛石上的氮化鎵(GaN)顯示出作為下一代半導體材料的前景,因為這兩種材料的帶隙都很寬,可實現高導電性和金剛石的高導熱性,將其定位為卓越的散熱基板。

圖片來源:拍信網正版圖庫

此前,科學家們已經嘗試通過將兩種成分與某種形式的過渡層或粘附層結合來創建金剛石上的GaN結構,但在這兩種情況下,附加層都顯著干擾了金剛石的導熱性,破壞了GaN金剛石的一個關鍵優勢組合。

在最新研究中,大阪公立大學的科學家們成功地用金剛石作為襯底制造了GaN高電子遷移率晶體管。這種新技術的散熱性能是在碳化硅(SiC)襯底上制造的相同形狀晶體管的兩倍以上。

為了最大限度地提高金剛石的高導熱性,研究人員在GaN和金剛石之間集成了一層3C-SiC(立方碳化硅)層。該技術顯著降低了界面的熱阻,提高了散熱性能。

研究人員說,“這項新技術有可能大幅減少二氧化碳排放,并有可能通過改善熱管理能力,徹底改變電力和射頻電子產品的發展?!保▉碓矗贺斅撋纾?/p>

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