Nová tranzistorová technológia môže zvýšiť kapacitu rozptylu tepla viac ako dvakrát
Podľa správ výskumný tím na Metropolitnej univerzite v Osake použil diamant, tepelne najviac vodivý prírodný materiál na Zemi, ako substrát na vytvorenie tranzistorov z nitridu gália (GaN), ktoré majú viac ako dvojnásobnú kapacitu odvádzania tepla ako tradičné tranzistory. Uvádza sa, že tranzistor môže byť použitý nielen v 5G komunikačných základňových staniciach, meteorologických radaroch, satelitných komunikáciách a iných oblastiach, ale aj v mikrovlnnom ohreve, spracovaní plazmy a ďalších oblastiach. Najnovšie výsledky výskumu boli nedávno publikované v časopise „Small“.
S rastúcou miniaturizáciou polovodičových zariadení sa objavili problémy, ako je zvýšená hustota výkonu a tvorba tepla, ktoré môžu ovplyvniť výkon, spoľahlivosť a životnosť týchto zariadení. Rozumie sa, že nitrid gália (GaN) na diamante má sľubné vyhliadky ako polovodičový materiál ďalšej generácie, pretože oba materiály majú široké bandgaps, ktoré umožňujú vysokú vodivosť a vysokú tepelnú vodivosť diamantu, čo ich umiestňuje ako vynikajúce substráty na rozptyl tepla.
Predtým sa vedci pokúšali vytvoriť štruktúry GaN na diamantoch kombináciou dvoch zložiek s nejakou formou prechodovej alebo adhéznej vrstvy, ale v oboch prípadoch dodatočná vrstva výrazne zasahovala do tepelnej vodivosti diamantov, čím narušila kľúčovú výhodnú kombináciu diamantov GaN. V najnovšom výskume vedci z Verejnej univerzity v Osake úspešne vyrobili tranzistory GaN s vysokou pohyblivosťou elektrónov s použitím diamantu ako substrátu. Výkon odvádzania tepla tejto novej technológie je viac ako dvojnásobný v porovnaní s podobne tvarovanými tranzistormi vyrábanými na substrátoch z karbidu kremíka (SiC).
Aby sa maximalizovala vysoká tepelná vodivosť diamantu, výskumníci integrovali vrstvu kubického karbidu kremíka medzi GaN a diamant. Táto technológia výrazne znižuje tepelný odpor rozhrania a zlepšuje výkon odvodu tepla. Táto nová technológia má potenciál výrazne znížiť emisie oxidu uhličitého a môže spôsobiť revolúciu vo vývoji elektrických a rádiofrekvenčných elektronických produktov zlepšením schopností tepelného manažmentu.
