Ny transistorteknologi kan øge varmeafledningskapaciteten med mere end det dobbelte

Ifølge rapporter har et forskerhold ved Osaka Metropolitan University brugt diamant, det mest termisk ledende naturmateriale på Jorden, som et substrat til at skabe galliumnitrid (GaN) transistorer, som har mere end dobbelt så stor varmeafledningskapacitet som traditionelle transistorer. Det rapporteres, at transistoren ikke kun kan bruges i 5G-kommunikationsbasestationer, meteorologiske radarer, satellitkommunikation og andre felter, men også i mikrobølgeopvarmning, plasmabehandling og andre områder. De seneste forskningsresultater er for nylig blevet offentliggjort i tidsskriftet "Small".

Med den stigende miniaturisering af halvlederenheder er der opstået problemer som øget effekttæthed og varmegenerering, hvilket kan påvirke disse enheders ydeevne, pålidelighed og levetid. Det er underforstået, at galliumnitrid (GaN) på diamant udviser lovende udsigter som næste generation af halvledermateriale, da begge materialer har brede båndgab, der muliggør høj ledningsevne og høj termisk ledningsevne af diamant, hvilket placerer dem som fremragende varmeafledningssubstrater.

Tidligere havde forskere forsøgt at skabe GaN-strukturer på diamanter ved at kombinere to komponenter med en form for overgang eller klæbende lag, men i begge tilfælde interfererede det ekstra lag væsentligt med diamanternes termiske ledningsevne, hvilket forstyrrede en vigtig fordelagtig kombination af GaN-diamanter. I den seneste forskning har forskere fra Osaka Public University med succes fremstillet GaN transistorer med høj elektronmobilitet ved hjælp af diamant som substrat. Denne nye teknologis varmeafledningsevne er mere end det dobbelte af ensartede transistorer fremstillet på siliciumcarbid (SiC) substrater.

For at maksimere den høje termiske ledningsevne af diamant integrerede forskere et lag af kubisk siliciumcarbid mellem GaN og diamant. Denne teknologi reducerer grænsefladens termiske modstand betydeligt og forbedrer varmeafledningsydelsen. Denne nye teknologi har potentialet til betydeligt at reducere kuldioxidemissioner og potentielt revolutionere udviklingen af ​​strøm- og radiofrekvens elektroniske produkter ved at forbedre termisk styringskapacitet.