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）射頻技術應用。由美國國防部高級研究計劃局（DARPA）主持領導的Raytheon團隊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，將熱導系數提升了3-5倍，從而研制出金剛石襯底GaN設備。

 

       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。據科學家推測，這一新型襯底材料或將解決氮化鎵設備現(xiàn)有的技術瓶頸。工作人員把一個10x125μm的金剛石襯底GaN放置在高電子遷移率晶體管（HEMT）上從而成功得到實驗數據；這種高電子遷移率晶體管是一種利用異質結或調制摻雜結構中二維電子氣高遷移率特性的場效應晶體管，它是固態(tài)射頻發(fā)射器技術和有源電子掃描陣列技術(AESAs)的重要基礎。

       據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設備目前已經應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設備能夠在更高的功率密度條件下正常運行工作，同時也極大地降低了設備成本、尺寸、重量和能源供給。目前，GaN是Raytheon的核心技術和強勢競爭力，同時也是美國海軍的防空—導彈防御雷達系統(tǒng)(AMDR)以及下一代新型干擾機系統(tǒng)(NGJ)的核心技術之一。GaN獨特的性能能夠很完美的改善雷達技術、軍事電子戰(zhàn)和通訊系統(tǒng)，使其設備規(guī)模更小、成本更低、效率更高。

       目前，在DARPA微系統(tǒng)技術辦公室的支持下，金剛石襯底GaN技術已經得到成熟的改善，從最基礎的原材料改進至高級晶體管、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’）