美國馬薩諸塞州的Raytheon公司近日成功研制出新一代氮化鎵（GaN）射頻技術(shù)應(yīng)用。由美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）主持領(lǐng)導(dǎo)的Raytheon團(tuán)隊(duì)成功地用人造金剛石做襯底材料，替代了氮化鎵現(xiàn)有的襯底材料碳化硅，將熱導(dǎo)系數(shù)提升了3-5倍，從而研制出金剛石襯底GaN設(shè)備。

 

       研究人員發(fā)現(xiàn)，金剛石襯底材料的GaN要比碳化硅襯底GaN高出3倍的晶體管功率密度。據(jù)科學(xué)家推測，這一新型襯底材料或?qū)⒔鉀Q氮化鎵設(shè)備現(xiàn)有的技術(shù)瓶頸。工作人員把一個(gè)10x125μm的金剛石襯底GaN放置在高電子遷移率晶體管（HEMT）上從而成功得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；這種高電子遷移率晶體管是一種利用異質(zhì)結(jié)或調(diào)制摻雜結(jié)構(gòu)中二維電子氣高遷移率特性的場效應(yīng)晶體管，它是固態(tài)射頻發(fā)射器技術(shù)和有源電子掃描陣列技術(shù)(AESAs)的重要基礎(chǔ)。

       據(jù)Raytheon 的軍事綜合防御系統(tǒng)副總裁Joe Biondi介紹，這種新型金剛石襯底GaN設(shè)備目前已經(jīng)應(yīng)用在美國國防部系統(tǒng)（DoD）上，用于提高作戰(zhàn)傳感、軍事通訊和世界規(guī)模的軍事電子戰(zhàn)能力。

       金剛石襯底材料可以大大降低熱變電阻，是GaN設(shè)備能夠在更高的功率密度條件下正常運(yùn)行工作，同時(shí)也極大地降低了設(shè)備成本、尺寸、重量和能源供給。目前，GaN是Raytheon的核心技術(shù)和強(qiáng)勢競爭力，同時(shí)也是美國海軍的防空—導(dǎo)彈防御雷達(dá)系統(tǒng)(AMDR)以及下一代新型干擾機(jī)系統(tǒng)(NGJ)的核心技術(shù)之一。GaN獨(dú)特的性能能夠很完美的改善雷達(dá)技術(shù)、軍事電子戰(zhàn)和通訊系統(tǒng)，使其設(shè)備規(guī)模更小、成本更低、效率更高。

       目前，在DARPA微系統(tǒng)技術(shù)辦公室的支持下，金剛石襯底GaN技術(shù)已經(jīng)得到成熟的改善，從最基礎(chǔ)的原材料改進(jìn)至高級晶體管、單片微波集成電路、收/發(fā)組件和收/發(fā)多通道集成組件。（編譯自‘Raytheon demonstrates GaN-on-diamond HEMT with 3x increase in power density over GaN-on-SiC’）