Напредниот полупроводнички материјал галиум нитрид веројатно ќе биде клучот за следната генерација на високобрзински комуникациски системи и електроника.
За жал, високата цена на галиум нитрид (GaN) и специјалниот метод потребен за инкорпорирање на овој полупроводнички материјал во конвенционалната електроника ја ограничуваат неговата употреба во комерцијални апликации.
Сега, истражувачи од МИТ развија нов процес на изработка, кој ги интегрира високоефикасните транзистори од галиум нитрид на стандардните силиконски CMOS чипови на начин кој е евтин и скалабилен и компатибилен со постојните полупроводнички леарници.
Нивниот метод вклучува изградба на многу мали транзистори на површината на чип од галиум нитрид, отсекување на секој поединечен транзистор, а потоа поврзување само на потребниот број транзистори на силиконски чип користејќи процес на ниска температура што ја зачувува функционалноста на двата материјали.
Цената останува минимална бидејќи само мала количина галиум нитрид се додава на чипот, но добиениот уред може да добие значително зголемување на перформансите благодарение на компактните транзистори со голема брзина. Дополнително, со одвојување на колото на GaN во дискретни транзистори, кои можат да се дистрибуираат низ силиконскиот чип, новата технологија може да ја намали температурата на целиот систем.
Истражувачите го искористија овој процес за да направат засилувачи за напојување, суштинска компонента во мобилните телефони, кои постигнуваат поголема јачина и ефикасност на сигналот од уредите со силиконски транзистори. Во паметен телефон ова може да го подобри квалитетот на повикот, да го зголеми безжичниот опсег, да ја подобри конекцијата и да го продолжи животниот век на батеријата.
Бидејќи нивниот метод се вклопува во стандардните процедури, може да ја подобри електрониката што постои денес, како и идните технологии. Во иднина би можеле да се остварат дури и квантни апликации, бидејќи GaN постигнува подобри резултати од силициумот на криогените температури неопходни за многу видови на квантно пресметување.
Новите чипови се резултат на процес во повеќе фази. Прво, густо спакуван кластер од минијатурни транзистори е поставен на целата површина на плоча од GaN. Користејќи многу фина ласерска технологија, секој од нив се сече на големина на транзистор, што е 240 x 410 микрони, формирајќи го она што тие го нарекуваат „диелет“.
Секој транзистор е направен со мали бакарни столбчиња на горниот дел, кои се користат за директно поврзување со бакарните столбчиња на површината на стандарден силиконски CMOS чип. Порзувањето на бакар со бакар може да се направи на температури под 400 степени Целзиусови, што е доволно ниско за да се избегне оштетување на кој било материјал.
За да го овозможат процесот на интеграција, истражувачите создале специјализирана нова алатка која може внимателно да го интегрира исклучително малиот транзистор GaN на силиконските чипови. Алатката користи вакуум за да го држи “диелетот” додека се движи низ врвот на силиконскиот чип, насочувајќи го интерфејсот за поврзување со бакар со нанометарска прецизност.
(Vidi.hr)
