Nová tranzistorová technologie může zvýšit kapacitu rozptylu tepla více než dvakrát
Podle zpráv výzkumný tým na Metropolitní univerzitě v Osace použil diamant, tepelně nejvodivější přírodní materiál na Zemi, jako substrát k vytvoření tranzistorů z nitridu galia (GaN), které mají více než dvojnásobnou kapacitu pro odvod tepla než tradiční tranzistory. Uvádí se, že tranzistor lze použít nejen v komunikačních základnových stanicích 5G, meteorologických radarech, satelitní komunikaci a dalších oborech, ale také v mikrovlnném ohřevu, plazmovém zpracování a dalších oborech. Nejnovější výsledky výzkumu byly nedávno zveřejněny v časopise "Small".
S rostoucí miniaturizací polovodičových zařízení se objevily problémy, jako je zvýšená hustota výkonu a tvorba tepla, které mohou ovlivnit výkon, spolehlivost a životnost těchto zařízení. Rozumí se, že nitrid galia (GaN) na diamantu vykazuje slibné vyhlídky jako polovodičový materiál příští generace, protože oba materiály mají široké bandgaps, které umožňují vysokou vodivost a vysokou tepelnou vodivost diamantu, což je staví jako vynikající substráty pro rozptyl tepla.
Dříve se vědci pokoušeli vytvořit struktury GaN na diamantech kombinací dvou složek s nějakou formou přechodové nebo adhezivní vrstvy, ale v obou případech přídavná vrstva výrazně narušila tepelnou vodivost diamantů a narušila klíčovou výhodnou kombinaci diamantů GaN. V nejnovějším výzkumu vědci z Osaka Public University úspěšně vyrobili tranzistory GaN s vysokou pohyblivostí elektronů s použitím diamantu jako substrátu. Výkon rozptylu tepla této nové technologie je více než dvojnásobný ve srovnání s podobně tvarovanými tranzistory vyráběnými na substrátech z karbidu křemíku (SiC).
Aby se maximalizovala vysoká tepelná vodivost diamantu, výzkumníci integrovali mezi GaN a diamant vrstvu kubického karbidu křemíku. Tato technologie výrazně snižuje tepelný odpor rozhraní a zlepšuje výkon odvádění tepla. Tato nová technologie má potenciál výrazně snížit emise oxidu uhličitého a potenciálně způsobit revoluci ve vývoji energetických a vysokofrekvenčních elektronických produktů zlepšením schopností tepelného managementu.
