Noua tehnologie cu tranzistori poate crește capacitatea de disipare a căldurii de mai mult de două ori
Potrivit rapoartelor, o echipă de cercetare de la Osaka Metropolitan University a folosit diamantul, cel mai conductor termic material natural de pe Pământ, ca substrat pentru a crea tranzistoare cu nitrură de galiu (GaN), care au o capacitate de disipare a căldurii de peste două ori mai mare decât a tranzistoarelor tradiționale. Se raportează că tranzistorul poate fi utilizat nu numai în stațiile de bază de comunicații 5G, radare meteorologice, comunicații prin satelit și alte domenii, ci și în încălzirea cu microunde, procesarea plasmei și alte domenii. Cele mai recente rezultate ale cercetării au fost publicate recent în revista „Small”.
Odată cu miniaturizarea tot mai mare a dispozitivelor semiconductoare, au apărut probleme precum densitatea crescută a puterii și generarea de căldură, care pot afecta performanța, fiabilitatea și durata de viață a acestor dispozitive. Se înțelege că nitrura de galiu (GaN) de pe diamant prezintă perspective promițătoare ca material semiconductor de următoarea generație, deoarece ambele materiale au benzi interzise largi care permit o conductivitate ridicată și o conductivitate termică ridicată a diamantului, poziționându-le ca substraturi excelente de disipare a căldurii.
Anterior, oamenii de știință au încercat să creeze structuri GaN pe diamante prin combinarea a două componente cu o formă de tranziție sau strat adeziv, dar în ambele cazuri, stratul suplimentar a interferat semnificativ cu conductivitatea termică a diamantelor, perturbând o combinație cheie avantajoasă a diamantelor GaN. În cele mai recente cercetări, oamenii de știință de la Universitatea Publică Osaka au fabricat cu succes tranzistori GaN cu mobilitate ridicată a electronilor, folosind diamantul ca substrat. Performanța de disipare a căldurii a acestei noi tehnologii este de peste două ori mai mare decât a tranzistorilor de formă similară fabricați pe substraturi cu carbură de siliciu (SiC).
Pentru a maximiza conductivitatea termică ridicată a diamantului, cercetătorii au integrat un strat de carbură de siliciu cubică între GaN și diamant. Această tehnologie reduce semnificativ rezistența termică a interfeței și îmbunătățește performanța de disipare a căldurii. Această nouă tehnologie are potențialul de a reduce semnificativ emisiile de dioxid de carbon și poate revoluționa dezvoltarea produselor electronice de putere și frecvență radio prin îmbunătățirea capacităților de management termic.
