近日，第九屆國際第三代半導體論壇&第二十屆中國國際半導體照明論壇在廈門國際會議中心召開。期間“超寬禁帶半導體技術技術“分會上，中國電子科技集團第四十六研究所工程師孫杰帶來了“高導熱GaN/金剛石結構制備及器件性能”的主題報告，分享了GaN/金剛石研究進展以及46所研究現(xiàn)狀。

金剛石材料因具有超寬禁帶、高載流子遷移率、高飽和漂移速度、高熱導率等優(yōu)異特性，被認為是終極半導體材料，已成為國內外研究熱點。有望為微波功率和高頻電子器件性能提升提供新的空間，發(fā)展金剛石半導體材料關系到高頻、高功率系統(tǒng)的更新?lián)Q代。金剛石多晶散熱片已經(jīng)在民用領域得到了廣泛的應用，市場處于上升期。

隨著功率器件逐漸邁進高頻、高功率，GaN器件熱積累越來越明顯。GaN作為第三代寬禁帶半導體的典型代表，具有高的電子飽和速度，高擊穿場強，非常適用于高頻、高功率微波功率器件，在眾多領域獲得了廣泛的應用，如5G通訊、雷達等高頻高功率領域。

由于結處熱效應，GaN器件目前只能發(fā)揮20%~30%的理論性能，其優(yōu)異的性能遠未得到發(fā)揮，傳統(tǒng)的Si、SiC等襯底無法滿足GaN器件散熱需求。功率密度的提升可以顯著提升雷達的探測距離，提升通訊衛(wèi)星的傳輸速率。

46所研究方面，目前已經(jīng)能夠獲得13mm×13mm的GaN/金剛石復合結構樣品，并具備2英寸GaN/金剛石樣品研制能力（注：目前獲得的GaN/金剛石結構均保留10-20μm碳化硅襯底，后期要去除全部碳化硅）

報告指出，GaN/金剛石技術的應用，對射頻和功率器件的發(fā)展意義重大。金剛石&氮化鎵的結合，被認為是支撐未來高功率射頻和微波通信、 宇航和軍事系統(tǒng)以及5G和6G移動通信網(wǎng)絡和更復雜的雷達系統(tǒng)的核心技術。貝哲斯咨詢對金剛石襯底上GaN的行業(yè)市場統(tǒng)計結果顯示：2022年，全球金剛石襯底上的GaN市場容量為124.76億元；預計，全球金剛石襯底上的GaN市場規(guī)模將以2.04%的CAGR增長，2028年達140.94億元。

審核編輯：劉清