在现在所知的天然物质中,金刚石具有最高的热导率,是制备GaN基电子器件不可或缺的散热材料,在高频高功率AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的散热方面极有应用潜力。实现GaN-on-diamond结构主要有以下3种途径:1,键合法;2,在GaN外延层或HEMT器件上外延生长金刚石;3,在金刚石衬底上外延生长GaN器件。由于GaN和金刚石之间具有较大的晶格失配和热失配,这3种方法制备的GaN-on-diamond都面临应力大、界面粗糙和热边界电阻大等问题。其中,界面热阻的存在,使得热量集中在GaN和金刚石的界面,极大影响了器件的可靠性。
金刚石散热一个重要应用是在雷达上面!军队要用雷达,先进的雷达上要用到氮化镓半导体器件,比如美国海军的SPY-6雷达用的就是氮化镓材料,未来还可能用这种材料给陆军爱国者导弹的雷达升级。最近美国雷神公司和美国先进技术管理局,也就是著名的DARPA,签了一个1500万美元的合同,要为雷达生产特定晶格结构的人造金刚石晶体,用这些金刚石散热片后,探测距离能够提升2-3倍,当然对隐身目标探测能力也是同样增加的。套用公式计算,我们就能知道,这说明雷达发射功率能够提高了16-80倍,如果战斗机机载相控阵雷达的功率也这么大幅度提升,那么战斗机就有更大的先敌发现对手优势。
对标世界一流,攻克“卡脖子”技术,凯发k8国际在我国率先有助于金刚石与GaN结合取得实质性突破与进展,现给予GaN on Diamond、Diamond on GaN以及GaN&Diamond键合所需高质量晶圆级金刚石热沉片(生长面表面粗糙度Ra<1nm),热导率达1000-2200W/m.K。现在,金刚石宽禁带半导体材料已实现产业化应用。