Výrazné zníženie tepelného odporu GaAs HEMT tranzistorov

Naši kolegovia a kolegyne z oddelenia III-V polovodičov ELÚ SAV, Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a Wuhan univerzity v Číne dosiahli významný pokrok v oblasti tranzistorov s vysokou pohyblivosťou elektrónov (HEMT). Tieto zariadenia sú kľúčové pre aplikácie v oblasti kvantového počítania, vesmírnych technológií a vysokofrekvenčnej komunikácie. Výskum sa zameriava na zlepšenie tepelného výkonu GaAs HEMT tranzistorov využitím technológie epitaxial lift-off (ELO), ktorá umožňuje prenos GaAs nanomembrán na nové substráty s vysokou tepelnou vodivosťou, ako sú SiC a diamant.
Štúdia prechodovej termoodrazivosti (transient thermoreflectance) ukázala, že prenos na substráty SiC a diamant viedol k zníženiu tepelného odporu zariadení o približne 30 %. Zároveň simulácie naznačujú, že optimalizácia rozhrania medzi GaAs a substrátom by mohla znížiť teplotu v kanáli zariadení až o 29 až 41 %. Výskum tiež zdôrazňuje ekonomický potenciál substrátov SiC, ktoré sú lacnejšie a dostupnejšie ako diamant, pričom stále poskytujú podobné výhody v oblasti tepelného výkonu.
Tento objav by mohol výrazne zlepšiť spoľahlivosť a výkon GaAs HEMT tranzistorov, čo umožní vyšší výstupný výkon bez rizika prehriatia. To otvára nové možnosti pre ich aplikácie v kritických oblastiach, ako sú kvantové počítače alebo kozmická komunikácia. Okrem toho, použitie technológie ELO umožňuje opätovné využitie GaAs substrátov, čím sa znižujú výrobné náklady a zvyšuje udržateľnosť.
Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.4c00659
Authori: Filip Gucmann, Biwei Meng, Aleš Chvála, Róbert Kúdela, Chao Yuan, Milan Ťapajna, Martin Florovič, Fridrich Egyenes, Peter Eliáš, Fedor Hrubišák, Jaroslav Kováč Jr., Ján Fedor, Dagmar Gregušová