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富士通が、トランジスタの新冷却技術を開発

富士通が、トランジスタの新冷却技術を開発

ダイヤモンド膜による放熱

2019年12月5日、富士通株式会社と株式会社富士通研究所は、窒化ガリウム高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)表面にダイヤモンド膜を形成する技術を開発した。
このトランジスタは、気象レーダーなどのパワーアンプに用いられるが、発熱が大きくなり性能が落ちるため、冷却の効率化が必要となっていた。
今回の開発により約40%の発熱量を低減することに成功し、レーダーシステムの小型化に貢献することとなる。

ダイヤモンド膜形成に必要な温度は900℃と高温

富士通では、すでにGaN HEMT基板と単結晶ダイヤモンドを常温で接合することで、裏側からの放熱を可能にしているが、より放熱を効率化させるには表面側にも、ダイヤモンド膜を形成し放熱を促進する必要がある。
しかし、一般的なダイヤモンド膜の形成温度は900℃と高温で、GaN HEMTを破壊してしまうという問題が存在していた。
今回の開発では、この形成温度を650℃で可能にしたことで、GaN HEMTを破壊せずにダイヤモンド膜を形成することに成功した。
放熱効率を上げる必要性

気象レーダーシステムは、より長距離での解析を求められ、用いられるトランジスタは発熱量が増加する傾向にある。
加えてシステム自体が大型になることで、設置場所の制約もあり、冷却装置などの付随機器は小型化や簡素化が必要に。
結局は、全てを小型化することが必須となり、トランジスタなどの構成部品にも現状の能力を維持しつつ、高い要求が求められることとなる。
今後は、近年頻発するゲリラ豪雨などの気象予測に活用されることとなる。
(画像はプレスリリースより)

▼外部リンク

富士通
https://pr.fujitsu.com/jp/news/2019/12/5.html

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