据报道，大阪公立大学（Osaka Metropolitan University）研究小组利用地球上导热性最高的天然材料——金刚石为衬底，制作出了氮化镓（GaN）晶体管，其散热能力比传统晶体管提高了2倍以上。

据悉，该晶体管不仅可以用于5G通信基站、气象雷达、卫星通信等领域，还可以用于微波加热、等离子体处理等领域。最新研究成果已于近期发表在了“Small”杂志上。

随着半导体器件的日益小型化，出现了诸如功率密度和热量产生的增加等问题，这些问题会影响这些器件的性能、可靠性和寿命。

据了解，金刚石上的氮化镓（GaN）显示出作为下一代半导体材料的前景，因为这两种材料的带隙都很宽，可实现高导电性和金刚石的高导热性，将其定位为卓越的散热基板。

此前，科学家们已经尝试通过将两种成分与某种形式的过渡层或粘附层结合来创建金刚石上的GaN结构，但在这两种情况下，附加层都显著干扰了金刚石的导热性，破坏了GaN金刚石的一个关键优势组合。

在最新研究中，大阪公立大学的科学家们成功地用金刚石作为衬底制造了GaN高电子迁移率晶体管。这种新技术的散热性能是在碳化硅（SiC）衬底上制造的相同形状晶体管的两倍以上。

为了最大限度地提高金刚石的高导热性，研究人员在GaN和金刚石之间集成了一层3C-SiC（立方碳化硅）层。该技术显著降低了界面的热阻，提高了散热性能。

研究人员说，“这项新技术有可能大幅减少二氧化碳排放，并有可能通过改善热管理能力，彻底改变电力和射频电子产品的发展。”

编辑/范辉