Il est rapporté que ce transistor peut non seulement être utilisé dans les stations de base de communication 5G, les radars météorologiques, les communications par satellite et dans d'autres domaines, mais peut également être utilisé dans le chauffage par micro-ondes, le traitement plasma et d'autres domaines. Les derniers résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue "Small".
À mesure que les dispositifs à semi-conducteurs deviennent de plus en plus miniaturisés, des problèmes tels que l'augmentation de la densité de puissance et la génération de chaleur surviennent et affectent les performances, la fiabilité et la durée de vie de ces dispositifs.
Il est entendu que le nitrure de gallium sur diamant (GaN) est prometteur en tant que matériau semi-conducteur de nouvelle génération, car les deux matériaux ont une large bande interdite qui permet une conductivité électrique élevée et la conductivité thermique élevée du diamant, le positionnant comme un excellent substrat de dissipation thermique.
Auparavant, les scientifiques avaient tenté de créer des structures GaN sur diamant en combinant les deux composants avec une forme de couche de transition ou d'adhésion, mais dans les deux cas, les couches supplémentaires interféraient de manière significative avec la conductivité thermique du diamant, détruisant un avantage clé de la combinaison GaN-diamant.
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 la nouvelle technologie sont plus de deux fois supérieures à celles des transistors de même forme fabriqués sur des substrats en carbure de silicium (SiC).
Pour maximiser la conductivité thermique élevée du diamant, les chercheurs ont intégré une couche de 3C-SiC (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.
Les chercheurs ont déclaré : « Cette nouvelle technologie a le potentiel de réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone et de révolutionner le développement de l'électronique de puissance et de radiofréquence grâce à des capacités de gestion thermique améliorées. »