Новая транзисторная технология может увеличить мощность рассеивания тепла более чем в два раза
Согласно сообщениям, исследовательская группа из столичного университета Осаки использовала алмаз, самый теплопроводный природный материал на Земле, в качестве подложки для создания транзисторов из нитрида галлия (GaN), которые имеют более чем в два раза большую теплоотдачу, чем традиционные транзисторы. Сообщается, что транзистор может использоваться не только в базовых станциях связи 5G, метеорологических радарах, спутниковой связи и других областях, но также в микроволновом нагреве, плазменной обработке и других областях. Последние результаты исследования были недавно опубликованы в журнале «Малый».
С ростом миниатюризации полупроводниковых устройств возникли такие проблемы, как увеличение удельной мощности и тепловыделения, которые могут повлиять на производительность, надежность и срок службы этих устройств. Понятно, что нитрид галлия (GaN) на алмазе демонстрирует многообещающие перспективы в качестве полупроводникового материала следующего поколения, поскольку оба материала имеют широкую запрещенную зону, которая обеспечивает высокую проводимость и высокую теплопроводность алмаза, что делает их отличными подложками для рассеивания тепла.
Ранее ученые пытались создать структуры GaN на алмазах путем объединения двух компонентов с переходным или адгезионным слоем той или иной формы, но в обоих случаях дополнительный слой существенно мешал теплопроводности алмазов, нарушая ключевую выгодную комбинацию алмазов GaN. В ходе последнего исследования ученые из Государственного университета Осаки успешно изготовили GaN-транзисторы с высокой подвижностью электронов, используя в качестве подложки алмаз. Эффективность рассеивания тепла благодаря этой новой технологии более чем в два раза выше, чем у транзисторов аналогичной формы, изготовленных на подложках из карбида кремния (SiC).
Чтобы максимизировать высокую теплопроводность алмаза, исследователи интегрировали слой кубического карбида кремния между GaN и алмазом. Эта технология значительно снижает термическое сопротивление интерфейса и улучшает характеристики отвода тепла. Эта новая технология потенциально может значительно сократить выбросы углекислого газа и потенциально произвести революцию в разработке силовой и радиочастотной электронной продукции за счет улучшения возможностей управления температурным режимом.
