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雷神公司的金剛石技術為功率半導體提供熱管理解決方案

2012-06-19 來源:中國國防科技信息中心 字號:
雷神公司的金剛石技術為功率半導體提供熱管理解決方案

  [據美國《RAYTHEON TECHNOLOGY TODAY 2012 ISSUE 1》報導]下一代雷達、通信和電子戰系統,特別是采用高功率氮化鎵基射頻的器件將得益于先進的熱管理方法,去除由這些系統產生的大量熱。在半導體工業采用的材料中,金剛石的熱導率最高,是銀材料的三倍,而雷神公司采用化學氣相沉積工藝生產的光學質量的金剛石的熱導率更高。

  雷神公司的金剛石是將甲烷和氫氣在微波等離子輻射狀態下,采用化學氣相沉積工藝進行人工合成的。微波等離子化學氣相沉積工藝生產的金剛石質量最高。其它方法,如熱燈絲化學氣相沉積法生產的金剛石質量低,由于熱燈絲中不純物質的摻雜,使其熱導率也低。據報導,雷神公司的金剛石沉積反應裝置能夠制造5英寸直徑的金剛石零件。

  金剛石在雷神公司的作用主要是熱管理,尤其是消散由諸如氮化鎵高電子遷移率場效晶體管這類高功率器件所產生的大量熱負荷,因為高結點溫度會降低射頻器件性能并且降低其可靠性。降低溫度的通常做法是增大間距和減小功率密度,但這兩種方法會增加單片微波集成電路尺寸和成本,并減少輸出功率。雷神公司開發的新型解決方案是將金剛石直接集成到器件結構中,大大提高基片的熱傳輸能力,從而提高功率處理能力。(中國航空工業發展研究中心 任曉華)
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