金刚石导热率高，由于具有强共价键和低声子散射，导热系数约为2000W/（m·K），是铜的 5 倍。其高电导率吸引了电子业界的浓厚兴趣，他们致力于研究金刚石从 GaN HEMT 提取热量的能力。这可以追溯到2003年，首次成功制作了金刚石基GaN结构。从那时起，2006年首个金刚石基GaN晶体管的问世，以及美国国防部高级研究计划局（DARPA）于2011年启动的近结热传输（NJTT）项目，该项目对这项技术的发展起到了助推作用。
金刚石基底可使功率密度增加三倍，并大幅降低工作温度。与硅基 GaN 和 SiC 基 GaN 器件相比，增加一个金刚石层可使通道温度下降 40% 至 50%。这种降幅具有重要意义。太阳光可以将卫星温度推高至 180℃，而辐射是散热的唯一选择，因此尽可能多地从器件中提取出热量是至关重要的。
形成金刚石基 GaN 结构有三种方法。一种是直接在金刚石上生长 GaN 层，但是这需要使用中间层，而金刚石衬底相对较小的尺寸无法为其提供安置空间。另一种是键合，但是需要使用“粘接剂”将GaN与金刚石粘合起来。
第三种方法是在GaN 的外延结构上生长金刚石。从具有 SiN 过渡层的硅基 GaN 外延片入手，该过渡层的厚度 < 35nm，导热系数约 10 W（m·K），并提供了一个良好的介质分界面。器件的制造包括将外延层与硅衬底分离。
据预测，金刚石基 GaN 的成功将随着其在 5G 基站的部署应用而拉开序幕。这种材料组合的优点并不限于高功率密度，还包括：更高的线性度（源于优越的载流子传输）；和更好的可靠性（得益于芯片的工作温度较低）。
将RHFIC的金刚石基 GaN 外延片加工成器件的方法存在一些挑战和可获得的回报。一个不利之处是，在自动化晶圆厂里，有些工具或许无法处理这些外延片。这可能是由材料中的拉伸应变，造成高达几毫米的晶圆翘曲度。这种扭曲会严重影响光学步进曝光机的印刷工艺。因此要选择一种具有适当热膨胀系数的载体。通过组合使用多孔 SiC 载体、干法和湿法蚀刻步骤、热释放胶带粘结和高温聚合物粘结，将晶圆翘曲度减小至仅为 20 μm。
另一个问题是离子注入隔离步骤会导致巨大的漏电流。工程师们借助表面处理的附加步骤解决了这种漏电流的激增问题。这形成了与硅基GaN相似的 DC 特性 ：最大电流为 1 A/mm， 峰值跨导为 250 mS/mm，击穿电压超过 100 V，且开关比高于 106。
这些器件的 RF 测量结果令人振奋。当给 0.65 μm HEMT 施加 10% 的占空比，并把电压从 50 V 提升至 100 V 时，将在 2 GHz 频率条件下使功率密度从 15.5 W/mm 增加到 22.5 W/mm。
凭借 5.45 eV 的带隙，金刚石被视为一种非常适用于制造高功率器件的材料。金刚石能很好地将热量从GaN HEMT中导出。而且，随着供应链的不断增强，金刚石基 GaN 器件即将迎来在太空中开始得到广泛应用的契机。
金刚石热沉片热导率高达1000-2200W(m·k)，是散热材料的天花板。化合积电现有多晶金刚石（晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石基氮化铝、金刚石和氮化镓异质集成等)和单晶金刚石（热学级、光学级、电子级），为广大客户提供专业领先的金刚石材料及系统解决方案。
