日本住友電氣工業與大阪公立大學合作，在科學技術振興機構(JST)的共同研究項目中，成功地在2吋的多晶鑽石(Polycrystalline Diamond; PCD)基板上製作了氮化鎵高電子遷移率電晶體(GaN-HEMT)。此項技術將可望促進移動通訊、衛星通訊領域的核心設備實現大容量化與低功耗化。
做為高頻電子元件的GaN-HEMT對於進一步提升高頻特性與高輸出功率有其需求。然而，GaN-HEMT運行時產生的自發熱會限制其輸出功率，進而影響通訊性能與設備的可靠性。為了解決此一問題，大阪公立大學利用具有極高熱傳導率的鑽石做為GaN-HEMT的基板，藉此提升散熱性能。鑽石的熱傳導率約為一般GaN-HEMT基板所使用之矽材(Si)的12倍，碳化矽(SiC)的4至6倍。若使用鑽石做為基板，可將熱阻分別降低至矽的4分之1、碳化矽的2分之1。
然而，過去受限於多晶鑽石的粒徑較大且表面粗糙度(約5～6 nm)不佳，因此若不使用焊料或其他接合材料，將難以與氮化鎵(GaN)層直接接合。此次研究中，住友電氣工業透過自有的鑽石基板研磨技術，將表面粗糙度降低至過往數值的一半，顯著改善了基板的平整度。此外，結合大阪公立大學的技術，成功將GaN層從矽基板轉移至多晶鑽石基板，並在2吋的多晶鑽石基板上直接接合GaN層。
此次研究成功證實了在多晶鑽石基板上建構GaN結構的可行性，並確保了良好的散熱均一性。今後研究團隊將致力於開發4吋基板，並進一步提升元件性能、接合狀態的調整，期實現量產化之目標。