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A fabricação bem-sucedida de GaN-HEMTs em substratos de diamante policristalino de 2 polegadas ajudará a aumentar a capacidade dos principais equipamentos de telecomunicações e reduzir o consumo de energia.

2026,05,12
​Nos últimos anos, à medida que o volume de dados transmitidos através de comunicações sem fios tem aumentado, tem havido uma necessidade crescente de dispositivos capazes de operar em frequências mais elevadas e com maior potência de saída, nomeadamente GaN-HEMTs. No entanto, o autoaquecimento durante a operação limita a saída do dispositivo, levando à redução do desempenho e da confiabilidade da comunicação – como a falha na transmissão de sinais. Para resolver esses problemas, o Instituto de Tecnologia de Osaka utilizou diamante, que possui condutividade térmica extremamente alta, como substrato para GaN-HEMTs e melhorou com sucesso suas características de dissipação de calor.

Si (silício) e SiC (carboneto de silício) são comumente usados ​​​​como substratos para GaN-HEMTs, mas o diamante tem uma condutividade térmica aproximadamente 12 vezes maior que o Si e 4–6 vezes maior que o SiC, reduzindo assim a resistência térmica em 1/4 e 1/2, respectivamente.

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Até o momento, tem sido difícil unir diretamente camadas de GaN sem solda ou materiais adesivos devido ao grande tamanho de grão e alta rugosidade superficial (5–6 nm) do diamante policristalino. No entanto, ao combinar a tecnologia de polimento de substrato de diamante - que reduz a rugosidade da superfície à metade dos métodos convencionais - com uma técnica para transferir camadas de GaN de substratos de Si para diamante policristalino, ligamos com sucesso camadas de GaN diretamente ao diamante policristalino de 2 polegadas.

Isto demonstra a viabilidade de estruturas GaN em diamante policristalino e a uniformidade de suas características de dissipação térmica.

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Autor:

Mr. John

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