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随着科技高速发展，半导体器件日益小型化、智能化等，尺寸的减小，必然带来更加严重的功率密度和热量问题，这些问题若是不及时处理，既有可能影响这些器件的性能、可靠性和寿命。因此，如何提高晶体管的散热能力，是很多科学家及机构的研究重点。
近日，日本的大阪公立大学研究团队，成功通过金刚石（目前地球上导热性最高的天然材料），将其作为衬底，制作出新型氮化镓（GaN）晶体管，它的散热能力比传统晶体管提高了2倍以上。
据了解，金刚石上的氮化镓（GaN）显示出作为下一代半导体材料的前景，因为这两种材料的带隙都很宽，可实现高导电性和金刚石的高导热性，将其定位为卓越的散热基板。
此前，科学家已经多次尝试将两种成分与某种形式的过渡层或粘附层来结合创建金刚石上的GaN够，但在这两种情况下，附加层都显著干扰了金刚石的导热性，破坏了GaN金刚石的一个关键优势组合。
因此，研究团队提供一种思路，以金刚石作为衬底制造了GaN高电子迁移率晶体管。这种新技术的散热性能是在碳化硅（SiC）衬底上制造的相同形状晶体管的两倍以上。
同时，为了最大限度地提高金刚石的高导热性，研究人员在GaN和金刚石之间集成了一层3C-SiC（立方碳化硅）层。该技术显著降低了界面的热阻，提高了散热性能。
“这项新技术有可能大幅减少二氧化碳排放，并有可能通过改善热管理能力，彻底改变电力和射频电子产品的发展。”
据研究人员表示，该晶体管不仅可应用在5G通信基站、气象雷达、卫星通信等领域，还可应用在微波加热、等离子体处理等。
该项研究及具体细节发表在知名学术杂志《Small》上。
