雷神公司的金刚石技术为功率半导体提供热管理解决方案

2012-06-19 来源:中国国防科技信息中心 我要评论(0) 字号:
雷神公司的金刚石技术为功率半导体提供热管理解决方案

  [据美国《RAYTHEON TECHNOLOGY TODAY 2012 ISSUE 1》报导]下一代雷达、通信和电子战系统,特别是采用高功率氮化镓基射频的器件将得益于先进的热管理方法,去除由这些系统产生的大量热。在半导体工业采用的材料中,金刚石的热导率最高,是银材料的三倍,而雷神公司采用化学气相沉积工艺生产的光学质量的金刚石的热导率更高。

  雷神公司的金刚石是将甲烷和氢气在微波等离子辐射状态下,采用化学气相沉积工艺进行人工合成的。微波等离子化学气相沉积工艺生产的金刚石质量最高。其它方法,如热灯丝化学气相沉积法生产的金刚石质量低,由于热灯丝中不纯物质的掺杂,使其热导率也低。据报导,雷神公司的金刚石沉积反应装置能够制造5英寸直径的金刚石零件。

  金刚石在雷神公司的作用主要是热管理,尤其是消散由诸如氮化镓高电子迁移率场效晶体管这类高功率器件所产生的大量热负荷,因为高结点温度会降低射频器件性能并且降低其可靠性。降低温度的通常做法是增大间距和减小功率密度,但这两种方法会增加单片微波集成电路尺寸和成本,并减少输出功率。雷神公司开发的新型解决方案是将金刚石直接集成到器件结构中,大大提高基片的热传输能力,从而提高功率处理能力。(中国航空工业发展研究中心 任晓华)
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