随着GaN(氮化镓）在高功率和高频率领域广泛应用，氮化镓功率密度已接近极限值，要提升芯片功率，兼顾降低热阻，必须要有全新的散热方案，金刚石和氮化镓结合因此备受关注。当前金刚石和氮化镓有三种主流方式：将金刚石键合到 GaN 晶片或直接键合到 HEMT 器件；在单晶或多晶金刚石衬底上生长 GaN 外延；在 GaN 的正面或背面上生长纳米晶或多晶金刚石。化合积电一直潜心攻关金刚石和氮化镓结合的核心...

目前，电力电子行业已经看到硅 MOSFET 达到的理论极限，现在需要转向新元件。氮化镓已被证明是满足新应用的真正附加值，基于GaN 的高电子迁移率晶体管 (HEMT) 器件具有卓越的电气特性，是高压和高开关频率电机控制应用中 MOSFET 和 IGBT 的有效替代品。GaN 是一种宽带隙 (WBG) 材料。因此，它的禁带（对应于电子从价带传递到导带所需的能量）比硅中的禁带宽得多：实际上，它约...

自2003年美国Felix Ejeckam发明了金刚石上的GaN，以有效地从GaN晶体管中最热的位置提取热量，至今已过去十余年，GaN&Diamond结合经过多种探索和研究，归纳起来有三种方式（如下图）：(1) 将金刚石键合到 GaN 晶片或直接键合到有/没有粘附层的 HEMT 器件；(2) 在单晶或多晶金刚石衬底上的 GaN 外延生长，然后制造 HEMT 器件， (3) 在 GaN 或 H...

近十年来，氮化镓(GaN)的研究热潮席卷了全球的电子工业，这种材料属于宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速度高、易于形成异质结构等优异性能，非常适于研制高频、大功率微波、毫米波器件和电路，在5G通讯、航天、国防等领域具有极高的应用价值，是近20余年以来研制微波功率器件最理想的半导体材料。与其他类型芯片类似，在尺寸小型化和功率增大化的条件下，尤其是在高偏置电压工作状态下，...

2006年，美国Cree公司的Wu等人研制的GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT），4GHz时的输出功率密度达到 41.4W/mm。近十多年来，氮化镓（GaN）的研究热潮席卷了全球的电子工业。氮化镓（GaN）基半导体材料具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速度高、易于形成异质结构等优异性能，非常适于研制高频、大功率微波、毫米波器件和电路，是近20余年以来研制微波功率器件最理想的半导体材料。...

各行各业如今都在追求“效率”“能效”，电源、功率相关的应用上，更高的效率意味着更高的功率密度：包括追求体积更小的解决方案，并确保所需的功率级;包括数据中心、电动汽车等诸多领域，都有这样的需求。与此同时电源管理系统对于实现更高的效率，降低总成本也是有价值的。这些需求自然也推升了半导体材料的突破，所以这两年我们看到原本主流基于硅的功率半导体因受限于高压，当前行业正转向更高开关频率、最小化开关损耗...

与采用其他半导体技术工艺的晶体管相比，氮化镓晶体管的一个主要优势是其工作电压和电流是其他晶体管的数倍。但是，这些优势也带来了特殊的可靠性挑战。其中挑战之一就是因为栅极和电子沟道之间通常使用的氮化铝镓。氮化铝和氮化镓的晶格常数不同。当氮化铝在氮化镓上生长时，其晶格常数被迫与氮化镓相同，从而形成应变。氮化铝镓势垒层的铝含量越高，晶格常数之间的不匹配越高，因此应变也越高。然后，氮化镓的压电通过反压...

据佐治亚里工学院网站3月16日报道，在美国海军研究办公室（ONR）的资助下，佐治亚理工学院采用一种表面活化键合方法，成功在室温下将氮化镓（GaN）与金刚石集成在一起。研究人员首先在高真空环境中使用离子源清洁氮化镓和金刚石的表面，然后通过形成悬空键来活化表面。在离子束中加入少量硅，有助于在室温下形成牢固的原子键，使氮化镓和单晶金刚石直接结合，从而制造出高电子迁移率晶体管（HEMTs）。通过该方...

金刚石具有任何材料中最高的导热率，这使其成为电子设备中热管理的绝佳选择。一旦制造了半导体器件，就必须将芯片封装并内置到电气系统或电子产品中。金刚石材料的优异热性能-具有最高的导热率和低的热膨胀系数-可用于电子包装和电力系统中的热管理。图1.典型的CVD金刚石散热器封装几何形状。金刚石的导热系数是铜的导热系数的五倍。铜虽然是很好的导热体，但铜也能导电。金属通过自由电子传导热和电。电路需要与铜电...

5G及未来网络的实施需要速度更快、性能和能效更高的半导体器件，这只有使用能够支持更高频率的材料才能实现。可以提供高频和高功率的氮化镓 (GaN) 功率放大器对于 5G 及未来的技术至关重要，这些应用的高功率输出会带来严峻的散热挑战。由于器件自热限制了 GaN 的性能，因此使用金刚石作为GaN 器件冷却的散热器(即GaN on Diamond)已经获得了显著青睐。然而，在 GaN 器件上集成多...