電晶體技術大革新:新技術可使散熱能力提高2倍以上
據悉,此電晶體不僅可用於5G通訊基地台、氣象雷達、衛星通訊等領域,還可用於微波加熱、等離子體處理等領域。最新研究成果已於近期發表在了「Small」雜誌上。
隨著半導體裝置的日益小型化,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裝置的性能、可靠性和壽命。
據了解,鑽石上的氮化鎵(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,可實現高導電性和鑽石的高導熱性,將其定位為卓越的散熱基板。
先前,科學家們已經嘗試透過將兩種成分與某種形式的過渡層或黏附層結合來創建鑽石上的GaN結構,但在這兩種情況下,附加層都顯著幹擾了鑽石的導熱性,破壞了GaN鑽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成功地以鑽石作為基板製造了GaN高電子遷移率電晶體。這種新技術的散熱性能是在碳化矽(SiC)基板上製造的相同形狀電晶體的兩倍以上。
為了最大限度地提高鑽石的高導熱性,研究人員在GaN和鑽石之間整合了一層3C-SiC(立方碳化矽)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,並有可能透過改善熱管理能力,徹底改變電力和射頻電子產品的發展。”