熱管理在當代電子系統中至關重要，而金剛石與半導體的集成提供了最有前途的改善散熱的解決方案。然而，開發一種能夠充分利用金剛石的高導熱性、承受高溫退火工藝并實現大規模生產的技術是一項重大挑戰。

近日，第九屆國際第三代半導體論壇（IFWS）&第二十屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA）在廈門國際會議中心召開。期間，“超寬禁帶半導體技術”分會上，大阪公立大學副教授梁劍波做了“增強 GaN/3C-SiC/金剛石結構的散熱性能，以適應實際器件應用”的主題報告，分享了最新研究成果。涉及晶體生長法在金剛石上生長GaN、金剛石結構上的晶片鍵合GaN、鍵合第一器件制造工藝、表面活性鍵合制備Si/金剛石界面、金剛石襯底上GaN高電子遷移率晶體管的制備等內容。

報告指出，采用SAB法將硅襯底上生長的AlGaN/GaN/3C-SiC薄膜有效地轉移到金剛石襯底上，并在金剛石襯底上成功地制備了GaN-HEMT。結合界面表現出非凡的堅固性，能夠承受各種器件制造工藝。3C SiC/金剛石界面處的熱邊界電導測量值為119 W/m2?K，這標志著比當前標準有了顯著進步。GaN HEMT o金剛石由于其高效的散熱特性而表現出優異的輸出特性。

其研究展示了在Si上生長的 AlGaN/GaN/3C-SiC 層成功轉移到大尺寸金剛石基板上，然后在金剛石上制造GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)。值得注意的是，即使在 1100 °C退火后也沒有觀察到3C-SiC/金剛石鍵合界面的剝落，這對于金剛石上高質量的GaN晶體生長至關重要。

3C-SiC-金剛石界面的熱邊界傳導代表著相對于當前技術水平的重大進步。與 Si 和 SiC 襯底上制造的GaN HEMT 相比，在金剛石襯底上制造的 GaN HEMT 具有最大漏極電流和最低表面溫度。此外，與其他類似結構相比，金剛石襯底上的 GaN HEMT 與 SiC 相比熱阻降低率最為顯著。這些結果表明，金剛石技術上的 GaN/3C-SiC 具有巨大的潛力，可以徹底改變電子系統的開發，并提高熱管理能力。

審核編輯：劉清