MIT成功以單晶片鑽石薄膜大幅提升GaN晶體管散熱效能

隨著6G通訊技術與衛星通訊硬體向更高頻段、高功率方向演進，次世代半導體元件的熱管理正逼近物理極限。麻省理工學院（MIT）研究團隊日前發表一項技術突破，成功在氮化鎵（GaN）高功率晶體管頂部，成功生長出超薄的「單晶鑽石」薄膜層。這項創新的晶圓級熱傳導架構，預計將為次世代晶片帶來極致的散熱效能與能源效率。

傳統上，氮化鎵雖然具備處理極致速度與高電壓的能力，但運作時產生的局部高熱會嚴重排擠其壽命與推論穩定度；而鑽石則是已知自然界中導熱率最高的材料。MIT團隊透過優化化學氣相沉積（CVD）製程，大幅降低了單晶鑽石晶圓的製造成本，使其直接整合至傳統矽基或氮化鎵晶片架構變得更具商用可行性。

而實測數據顯示，此技術能以微秒級的效率將電晶體核心的熱能主動發散，徹底瓦解了高頻高壓電子元件因過熱降頻的缺陷。

MIT此項突破不僅優化了次世代高頻寬通信設備的基礎散熱效率，預計也可以針對特種鑽石晶圓封裝設備、第三類半導體材料的產能擴張帶來協助。