Teknologi transistor baru dapat meningkatkan kapasitas pembuangan panas lebih dari dua kali lipat
Menurut laporan, tim peneliti di Osaka Metropolitan University telah menggunakan berlian, bahan alami paling konduktif termal di Bumi, sebagai substrat untuk membuat transistor galium nitrida (GaN), yang memiliki kapasitas pembuangan panas dua kali lipat dibandingkan transistor tradisional. Dilaporkan bahwa transistor dapat digunakan tidak hanya di stasiun pangkalan komunikasi 5G, radar meteorologi, komunikasi satelit, dan bidang lainnya, tetapi juga dalam pemanasan gelombang mikro, pemrosesan plasma, dan bidang lainnya. Temuan penelitian terbaru baru-baru ini dipublikasikan di jurnal "Kecil".
Dengan meningkatnya miniaturisasi perangkat semikonduktor, muncul masalah seperti peningkatan kepadatan daya dan pembangkitan panas, yang dapat memengaruhi kinerja, keandalan, dan masa pakai perangkat ini. Dapat dipahami bahwa galium nitrida (GaN) pada berlian menunjukkan prospek yang menjanjikan sebagai bahan semikonduktor generasi berikutnya, karena kedua bahan tersebut memiliki celah pita lebar yang memungkinkan konduktivitas tinggi dan konduktivitas termal tinggi pada berlian, sehingga memposisikannya sebagai substrat pembuangan panas yang sangat baik.
Sebelumnya, para ilmuwan telah mencoba membuat struktur GaN pada berlian dengan menggabungkan dua komponen dengan beberapa bentuk lapisan transisi atau perekat, namun dalam kedua kasus tersebut, lapisan tambahan tersebut secara signifikan mengganggu konduktivitas termal berlian, sehingga mengganggu kombinasi utama berlian GaN yang menguntungkan. Dalam penelitian terbaru, para ilmuwan dari Osaka Public University telah berhasil memproduksi transistor mobilitas elektron tinggi GaN menggunakan berlian sebagai substratnya. Kinerja pembuangan panas teknologi baru ini lebih dari dua kali lipat dibandingkan transistor berbentuk serupa yang diproduksi pada substrat silikon karbida (SiC).
Untuk memaksimalkan konduktivitas termal yang tinggi dari berlian, para peneliti mengintegrasikan lapisan silikon karbida kubik antara GaN dan berlian. Teknologi ini secara signifikan mengurangi ketahanan termal antarmuka dan meningkatkan kinerja pembuangan panas. Teknologi baru ini berpotensi mengurangi emisi karbon dioksida secara signifikan dan berpotensi merevolusi pengembangan produk elektronik daya dan frekuensi radio dengan meningkatkan kemampuan manajemen termal.
