Element Six社、GaN on Diamondウェーハで�X�B�^を4割削��(f┫)
電気的には絶縁��ながら�X伝導率がCuの5倍と高いダイヤモンドウェーハを、英国のElement Six Technologies社が開発しているが、このほど直径4インチのGaN-on-Diamondウェーハを開発、発�Xの�j(lu┛)きな高周�Sパワーデバイスに向くことを実証した。このウェーハは今��(c│i)に販売するという。
図1 ダイヤモンドウェーハ����の�X伝導率はCuよりも数倍高い 出�Z：Element Six Technologies
昨�Q、ダイヤモンドCVD膜の販売をElement Six社が始めたことを報じた（参考�@料1）が、ダイヤモンド膜は�X伝導率が極めて高く、同社の����には2000 W/mKというものもある(図1)。
このほど、GaN半導��でHEMTデバイスを試作、GaN-on-SiCで試作したHEMTと高周�Sパワー動作を比較した。その�T果、ダイヤモンドを��いたHEMTは放�X効果が高いことからGaN-on-SiCウェーハと比べ、�X�B�^が40%も低下した。�X�B�^が小さいということは、デバイス内�陲妹Xがこもりにくいということである。このため、高周�Sの出����性を改��し動作�a(b┳)度を�屬欧襪海箸�できる。
HEMTの高周�S��性は以下の出����性が�uられている。周�S数10GHz、ドレイン電圧40Vで、電����加効率PAEは20 dBmの時に最�j(lu┛)で46.7%、最�j(lu┛)出��は31.7 dBm（7.4 W/mm）であった。ドレイン電圧を28Vに下げると、約55%のPAEで最�j(lu┛)5 W/mmの出��電��を�uた。
GaN-on-Diamondのウェーハは、Si基���屬�AlGaN���〜悄△気蕕�GaN層を形成したのち、GaN�屬縫瀬ぅ筌皀鵐彬譴鮓�く形成したもの。Si基��とAlGaN���〜悗魯瀬ぅ筌皀鵐匹鬟廛薀坤�CVDで形成する�iに削り落としておく。この���〜悗砲△諞�ての�L(f┘ng)陥がここで�Dり除かれるという。GaNの�屬妨�さ35 nmのバッファ層を形成しておき、厚さ700 µmのダイヤモンドを形成している。
HEMTデバイスはGaN�笋坊狙�する。プラズマCVDによる700 µm厚のダイヤモンドの�X伝導率は1550 W/mKと成膜�X��にしても、バルクのCuの�X伝導率の398 W/mKより4倍��度も高い。
参考�@料
1. 銅の5倍の�X伝導率を�eつ合成ダイヤ薄膜で、日本�x場狙うElement Six社 (2013/08/30)
