Новата транзисторна технология може да увеличи капацитета на разсейване на топлината повече от два пъти
Според доклади, изследователски екип от Столичния университет в Осака е използвал диамант, най-топлопроводимият естествен материал на Земята, като субстрат за създаване на транзистори от галиев нитрид (GaN), които имат повече от два пъти по-голям капацитет на разсейване на топлината от традиционните транзистори. Съобщава се, че транзисторът може да се използва не само в 5G комуникационни базови станции, метеорологични радари, сателитни комуникации и други области, но и в микровълново нагряване, плазмена обработка и други области. Последните резултати от изследването бяха публикувани наскоро в списание "Small".
С нарастващата миниатюризация на полупроводниковите устройства се появиха проблеми като повишена плътност на мощността и генериране на топлина, които могат да повлияят на производителността, надеждността и продължителността на живота на тези устройства. Разбираемо е, че галиевият нитрид (GaN) върху диаманта показва обещаващи перспективи като полупроводников материал от следващо поколение, тъй като и двата материала имат широки ленти, които позволяват висока проводимост и висока топлопроводимост на диаманта, позиционирайки ги като отлични субстрати за разсейване на топлината.
Преди това учените са се опитвали да създадат GaN структури върху диаманти чрез комбиниране на два компонента с някаква форма на преход или адхезивен слой, но и в двата случая допълнителният слой значително пречи на топлопроводимостта на диамантите, нарушавайки ключова изгодна комбинация от GaN диаманти. В най-новите изследвания учени от Публичния университет в Осака успешно са произвели GaN транзистори с висока подвижност на електрони, използвайки диамант като субстрат. Ефективността на разсейване на топлината на тази нова технология е повече от два пъти по-висока от транзистори с подобна форма, произведени върху субстрати от силициев карбид (SiC).
За да увеличат максимално високата топлопроводимост на диаманта, изследователите интегрираха слой от кубичен силициев карбид между GaN и диаманта. Тази технология значително намалява термичното съпротивление на интерфейса и подобрява ефективността на разсейване на топлината. Тази нова технология има потенциала значително да намали емисиите на въглероден диоксид и потенциално да революционизира развитието на електрически и радиочестотни електронни продукти чрез подобряване на възможностите за управление на топлината.
