Mitsubishi Electric объявила о разработке нового транзистора с высокой подвижностью электронов на базе нитрида галлия

19.09.2019 12:57

Корпорация Mitsubishi Electric (TOKYO: 6503) совместно с Исследовательским центром глобальных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и микротехники Национального Института Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии (AIST) объявила о разработке нового транзистора с высокой подвижностью электронов на базе нитрида галлия (GaN-HEMT).

Прибор имеет многоячеистую структуру (т. е. состоит из множества параллельно расположенных транзисторных ячеек) и соединяется напрямую с обладающей высокой теплопроводностью монокристаллической теплоотводящей алмазной подложкой. Это первый в мире многоячеистый GaN-HEMT, изготовленный с помощью прямого соединения транзистора с монокристаллической алмазной подложкой. Инновационное устройство с высокой подвижностью электронов на основе нитрида галлия с алмазной подложкой (GaN-on-Diamond HEMT) повысит КПД суммирования мощности усилителей в базовых станциях мобильной связи и системах спутниковой связи, тем самым способствуя сокращению потребления энергии. Mitsubishi Electric сейчас проводит оптимизацию конструкции транзистора GaN-on-Diamond HEMT до его выхода на рынок, намеченного на 2025 год.

Впервые об этом научном достижении было объявлено на Международной конференции по твердотельным приборам и материалам (SSDM), которая проходит в Университете Нагоя (Япония) со 2 по 5 сентября текущего года.

Корпорация Mitsubishi Electric занималась проектированием, изготовлением, оценкой и анализом GaN-on-Diamond HEMT, а уже в Национальном Институте Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии (AIST) разработали технологию прямого соединения.

Частично это достижение основано на результатах, полученных в рамках проекта, заказанного Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO).

Ключевые характеристики:

Первый в мире многоячеистый GaN-HEMT на алмазной подложке Большинство существующих транзисторов GaN-HEMT с теплоотводной алмазной подложкой изготавливаются с использованием пленки с эпитаксиальным слоем GaN, из которой удалена кремниевая подложка и на которую алмаз осаждается в условиях повышенной температуры. Затем осуществляется сборка транзисторов HEMT на алмазной подложке пластины GaN. Однако, поскольку коэффициенты теплового расширения GaN и алмаза различны, пластина может сильно деформироваться в процессе производства, а это затрудняет сборку больших многоячеистых транзисторов GaN-HEMT.

В ходе упомянутого выше исследования, из оригинального многоячеистого транзистора GaN-HEMT удалили кремниевую подложку, его тыльную поверхность подвергли шлифовке для утончения и уплощения, после чего соединили непосредственно с алмазной подложкой при помощи адгезионного нанослоя. Многоячеистая структура использовалась для параллельного расположения восьми транзисторных ячеек, относящихся к типу, который используется в современных изделиях. Таким образом, была выполнена сборка первого в мире многоячеистого транзистора GaN-on-Diamond HEMT на основе монокристаллического алмаза с высокой степенью теплоотдачи.

Улучшенная выходная мощность и энергоэффективность для расширенного диапазона радиоволн и энергосбережения по сравнению с оригинальным GaN-HEMT с такой же структурой, но на кремниевой подложке. Благодаря использованию монокристаллического алмаза (теплопроводностью 1900 Вт/мК), обладающего превосходными теплоотводящими свойствами, рост температуры GaN-HEMT уменьшается с 211,1 до 35,7 ⁰С, что блокирует процесс термической деструкции. Это повышает отдаваемую мощность с 2,8 до 3,1 Вт на 1 мм ширины затвора и увеличивает КПД по добавленной мощности с 55,6 до 65,2%, тем самым обеспечивая значительную экономию энергии.

www.ruaut.ru, MitsubishiElectric.com и MitsubishiElectric.ru

Продукты

Последний вышедший номер

Читайте в номере:

Искусственный интеллект в задачах управления химико-технологическими процессами

Прогнозирование редких событий при оценке остаточного ресурса оборудования

Метод унификации типов пневмораспределителей

Нормативно-описательный метод автоматического оценивания действий операторов технологических процессов

Адрес редакции: 117997, Москва, Профсоюзная ул., д. 65, оф. 360
Телефон: (926) 212-60-97.
E-mail: info@avtprom.ru или avtprom@ipu.ru