Illinoisin yliopiston tutkijat ovat poistaneet yhden esteen suuritehoisten puolijohteiden valmistuksessa lisäämällä kuumimman materiaalin eli beeta-galliumoksidin tutkimusvalikoimaansa. Beeta-galliumoksidi on helposti saatavissa ja se muuntaa tehoa nopeammin ja tehokkaammin kuin nykypäivän puolijohdemateriaalit.
Litteistä transistoreista on tullut suunnilleen niin pieniä kuin fyysisesti on mahdollista, mutta tutkijat ovat suuntautuneet pystysuuntaisiin tekniikoihin. Illinoisin tutkijat ovat menneet tähän suuntaan metalliavusteisen kemiallisen etsauksen MacEtch-tekniikalla. Siinä käytetään kemiallista liuosta puolijohteiden etsaamiseen 3D-fin-rakenteiksi.
Evät lisäävät transistorikanavan pinta-alaa, jolloin ne voivat käsitellä suurempaa virtaa pitäen sirun jalanjäljen kuitenkin samankokoisena. Menetelmä on parempi kuin perinteiset ”kuivat” etsaustekniikat, koska se vahingoittaa vähemmän herkkiä puolijohdepintoja, kuten beeta-galliumoksidia, perustelevat tutkijat.
Galliumoksidissa elektronit voivat liikkua vapaammin. Materiaalilla on kuitenkin monimutkaisempi kiderakenne kuin puhtaalla piillä, mikä vaikeuttaa sen hallintaa etsausprosessin aikana.
MacEtchin soveltaminen galliumoksidikiteisiin voisi hyödyttää puolijohdeteollisuutta, mutta tällä hetkellä etsausprosessi on erittäin hidas. - Materiaalin monimutkaisen kiderakenteen takia myöskään tuotetut 3D-evät eivät ole täysin pystysuoria, jollaiset olisivat ihanteellisia tehopiirikäyttöön, selvittää professori Xiuling Li.
Uudessa tutkimuksessa beeta-galliumoksidisubstraatti tuotti kolmionmuotoisia, puolisuunnikkaan muotoisia ja kapenevia eviä riippuen metallikatalysaattorin asettelusta kiteisiin nähden.
- Emme ole varmoja, miksi näin on, mutta olemme saamassa johtolankoja tekemällä materiaalin atomitason karakterisointeja. Tärkeintä on, että olemme osoittaneet, että MacEtch-prosessin avulla on mahdollista valmistaa beeta-galliumoksidia, joka on mahdollisesti edullinen vaihtoehto galliumnitridille, Li jatkaa.
Hänen mukaansa lisätutkimuksissa on puututtava hitaan syövytyksen ongelmaan ja otettava käyttöön korkean suorituskyvyn beeta-galliumoksidipiirejä ja yritettävä päästä eroon heikon lämmönjohtavuuden ongelmasta.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 21.8.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
