雷神公司研制出金刚石基GaN射频器件 热传导能力提升3～5倍

美国雷神公司在下一代氮化镓（GaN）射频半导体技术领域又取得一重大里程碑。雷神公司在美国先期研究计划局（DARPA）“热管理技术”项目中的“近结热传输”子研究方向的支持下，使用金刚石替代SiC作为GaN器件的衬底研制出金刚石基GaN器件。金刚石做衬底材料可将器件的热传导能力提升3～5倍。

雷神公司已证实金刚石基GaN器件可使晶体管功率密度比SiC基GaN器件增加3倍，克服了阻碍氮化镓器件发挥潜力的主要障碍。该数据由10×125微米金刚石基GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）测得，HEMT是组成单片微波集成电路（MMIC）功率放大器的基本单元，是固态射频发射器和有源电子扫描阵列的基础。该成果源于雷神公司之前取得的成就，包括雷神公司在2009年和2011年分别展示的业内首个金刚石基GaN晶体管和金刚石基GaN MMIC。

雷神集成国防系统部（IDS）先进技术分部副总裁乔·比昂迪说：“雷神公司继续成为GaN技术的创新引领者。我们现正将GaN嵌入国防系统中，同时仍致力于增加这项革命性半导体的性能，为我们的士兵提供更强的传感、通信和电子战能力。”

金刚石基GaN器件通过减少器件内的热阻来实现革命性的性能改进，使得GaN具备更高的功率密度，并显著减少国防系统的成本、尺寸、重量和功耗。GaN是雷神公司的核心竞争力，以及公司重大项目背后的支柱技术，如空中和导弹防御雷达、下一代干扰机。GaN独特的性能使得雷达、电子战和通信系统变得更小、更高效和成本更低。

雷神公司最近还表示，在DARPA MTO办公室的“宽禁带半导体”项目的支持下，该公司已系统地实现了GaN从材料到晶体管、MMIC、收发模块和收发集成多信道模块的全面成熟，为国防部带来了“改变游戏规则”的系统性能。

（工业和信息化部电子科学技术情报研究所  张倩）