您好 欢迎来到超硬材料网  | 免费注册
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信
郑州华晶金刚石股份有限公司

全球首款多单元结构金刚石基GaN HEMT发布

关键词 金刚石 , 电子|2019-09-06 10:22:29|来源 MEMS
摘要 据麦姆斯咨询报道,三菱电机(MitsubishiElectric)宣布与美国国家先进工业科学与技术研究所(AIST)MEMS和微工程研究中心(UMEMSME)合作,开发出了一种直接...

据麦姆斯咨询报道,三菱电机(Mitsubishi Electric)宣布与美国国家先进工业科学与技术研究所(AIST)MEMS和微工程研究中心(UMEMSME)合作,开发出了一种直接键合在高导热性单晶金刚石衬底上的多单元结构(多个晶体管单元并联排列)氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN-HEMT)。

三菱电机表示,这是世界上首次实现多单元GaN-HEMT直接键合到单晶金刚石衬底上。该研究成果已于9月2日~5日在日本名古屋大学(Nagoya University)举行的固态器件和材料国际会议(SSDM)上发布。

微信截图_20190906102055.png

这种新型金刚石基GaN HEMT旨在提高移动通信基站和卫星通信系统中高功率放大器的功率附加效率,从而帮助降低功耗。三菱电机表示,该产品将在2025年商业化之前进一步完善。在此次合作中,三菱电机负责GaN-on-Diamond HEMT的设计、制造、评估和分析,AIST开发了直接键合技术。

微信截图_20190906102151.png

关键特性

(1)全球首款金刚石衬底直接键合的多单元结构GaN-HEMT

为了得到有效热导率更高的金刚石基GaN HEMT器件,目前主要采用三种方式实现金刚石衬底与GaN外延材料的结合。

第一种是在金刚石衬底上直接外延生长GaN结构。这种方法生长难度大,不管是在多晶金刚石(PCD)还是单晶金刚石(SCD)上都会存在AlGaN/GaN层电学性能差的问题,因此需要在外延生长和最后的冷却过程中实现更为精细的界面控制和应力管理。

第二种是在GaN HEMT结构上生长金刚石。这种方法可获得较大尺寸(4英寸)金刚石衬底晶圆,有助于降低成本。然而,为了在GaN层上生长金刚石材料,一般采用高于600℃的CVD技术在SiN等籽晶层上生长,这种方法可能导致影响金刚石材料质量的成核层和热应力的出现。

第三种是基于转移技术的GaN/金刚石键合方法。这种键合方法更为灵活,作为一种并行工艺,GaN外延层和金刚石衬底可以在键合前同时制备,因此对于大功率GaN器件来说越来越具有吸引力。由于该技术早期的键合实验一般在800℃高温下进行,极大限制了生长区域,且需要引入低热导率的界面键合材料,从而导致器件性能优势无法充分发挥。

在这项研究中,三菱电机将硅衬底上制造的多单元GaN-HEMT去除硅衬底,然后对GaN-HEMT背面进行抛光,使其更薄更平滑,之后使用纳米粘附层将其直接键合到金刚石衬底上。其多单元结构用于实际产品中八个晶体管单元的并联对准。最终,利用单晶金刚石高散热衬底制得了世界上第一个多单元GaN-on-Diamond HEMT。

(2)相比硅衬底上具有相同结构的GaN-HEMT,改善了输出和功率效率,以扩展无线电波范围,并且更节能

采用单晶金刚石(热导率为1900 W/mK)衬底以获得卓越的散热性能可降低热阻值,从而将GaN-HEMT的温升从211.1℃降低至35.7℃。这可使每栅极宽度的输出从2.8 W/mm提高到3.1 W/mm,并将功率效率从55.6%提高到65.2%,从而实现显著的节能效果。

该技术在日本已获得2件专利授权,还有9件专利在审查中,而在日本以外的国家和地区还申请了10件专利。

金刚石刀具网正式上线
  ① 凡本网注明"来源:超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

Carbontech2019金刚石论坛最新参会单位、...

第四届国际碳材料大会金刚石论坛2019年11月26-29日中国上海论坛背景/Forum新材料则是技术革命的基础与先导,每一次材料重大突破,都会引起生产技...

日期 2019-10-15   展会资讯

由纳米金刚石粉末制成的新型3D打印树脂

纳米金刚石是爆炸产生的金刚石颗粒,并且具有很高的导热性。纳米金刚石粉末由无毒的金刚石纳米颗粒组成,具有较大的表面,尺寸约为5nm,并具有一些有趣的特性。...

日期 2019-10-15   超硬新闻

亳州谯城区政协为金刚石产业建诤言出实招

安徽亳州谯城区是全国金刚石企业集聚区,金刚石产业的稳定发展对当地经济发展、促进就业起到大力推动作用。但近年来,受政策、市场等诸多因素影响,亳州谯城区金刚...

日期 2019-10-15   超硬新闻

斯坦福大学崔屹教授:金刚石也能能源存储

随着人类社会的发展,化石能源消耗日益增加,随之而来的环境污染问题也日益严重,开发洁净、可再生能源迫在眉睫。长期以来,碳材料在日新月异的能源技术中一直发挥...

日期 2019-10-14   超硬新闻

美国使用金刚石线锯拆除核反应堆防护罩

美国能源部环境管理办公室的承包商们使用包括金刚石线锯在内的新技术,合作拆除爱达荷州国家实验室的旧反应堆。阿贡快速源反应堆建造于20世纪50年代,是爱达荷州国家实验室的材料和燃料联合...

日期 2019-10-12   超硬新闻

鄂州市金刚石工具行业协会组织会员单位参与同唱一首歌《...

“盛世华诞•传旗联动”——全国共同唱响巜我和我的祖国》第二期湖北鄂州分会场活动于10月9日上午在鄂州站前广场隆重举行,三百余名鄂州市民参与和见证了难忘时...

日期 2019-10-12   超硬新闻

覆纳米金刚石膜 NGTC发现“莫桑钻”仿钻石样品

近日,国家珠宝玉石质量监督检验中心(NGTC)北京实验室在日常检测中,发现一种表面覆纳米金刚石膜的“莫桑钻”(合成碳硅石)仿天然钻石的样品,并立即开展了...

日期 2019-10-11   超硬新闻

纳米金刚石复合材料在去除环境污染物中的作用

爱美之心,人皆有之。在现代社会中,花花绿绿、各色各样的衣服琳琅满目,而这些五颜六色的服装离不开各式各样的染料。目前,染料在纺织、造纸和皮革制造业中起着举...

日期 2019-10-11   超硬新闻

超细大直径PDC金刚石复合材料等多个超硬材料项目入选...

近日,郑州市科技局公布第四批“智汇郑州·1125聚才计划”入选项目名单,中国超硬材料网记者通过梳理发现,郑州华晶金刚石股份有限公司的《超细大直径PDC金...

日期 2019-10-11   超硬新闻

北京沃尔德金刚石工具股份有限公司招聘启事

公司简介北京沃尔德金刚石工具股份有限公司,于2019年7月22日在上交所科创板首批挂牌上市,证券代码:688028。公司创立于2006年,注册地为北京市...

日期 2019-10-09   企业新闻
柘城惠丰钻石科技股份有限公司
河南联合精密材料股份有限公司