La nouvelle technologie des transistors peut augmenter de plus de deux fois la capacité de dissipation thermique
Selon certaines informations, une équipe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka a utilisé le diamant, le matériau naturel le plus conducteur thermiquement sur Terre, comme substrat pour créer des transistors au nitrure de gallium (GaN), qui ont une capacité de dissipation thermique plus de deux fois supérieure à celle des transistors traditionnels. Il est rapporté que le transistor peut être utilisé non seulement dans les stations de base de communication 5G, les radars météorologiques, les communications par satellite et dans d'autres domaines, mais également dans le chauffage par micro-ondes, le traitement au plasma et dans d'autres domaines. Les derniers résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue "Small".
Avec la miniaturisation croissante des dispositifs à semi-conducteurs, des problèmes tels qu'une densité de puissance accrue et une génération de chaleur sont apparus, qui peuvent affecter les performances, la fiabilité et la durée de vie de ces dispositifs. Il est entendu que le nitrure de gallium (GaN) sur le diamant présente des perspectives prometteuses en tant que matériau semi-conducteur de nouvelle génération, car les deux matériaux ont de larges bandes interdites qui permettent une conductivité élevée et une conductivité thermique élevée du diamant, les positionnant comme d'excellents substrats de dissipation thermique.
Auparavant, les scientifiques avaient tenté de créer des structures GaN sur des diamants en combinant deux composants avec une forme de transition ou une couche adhésive, mais dans les deux cas, la couche supplémentaire interférait de manière significative avec la conductivité thermique des diamants, perturbant une combinaison clé et avantageuse de diamants GaN. Dans le cadre de recherches récentes, des scientifiques de l'Université publique d'Osaka ont réussi à fabriquer des transistors GaN à haute mobilité électronique en utilisant le diamant comme substrat. Les performances de dissipation thermique de cette nouvelle technologie sont plus de deux fois supérieures à celles de transistors de forme similaire fabriqués sur des substrats en carbure de silicium (SiC).
Afin de maximiser la conductivité thermique élevée du diamant, les chercheurs ont intégré une couche de carbure de silicium cubique entre le GaN et le diamant. Cette technologie réduit considérablement la résistance thermique de l'interface et améliore les performances de dissipation thermique. Cette nouvelle technologie a le potentiel de réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone et de révolutionner potentiellement le développement de produits électroniques de puissance et de radiofréquence en améliorant les capacités de gestion thermique.
