Timanteista tehomosfetti

Kansainvälinen tutkijaryhmä on luonut kilpailevan timanttimosfet-konseptin FET-elektroniikalle. Siinä käytetään syvää tyhjennysaluetta tehostamaan positiivisten kantajien liikkuvuutta. Tutkijat aikovat tuottaa uusia rakenteita start-up-yhtiössään.

Tehokkaampia tehokomponentteja etsitään nyt lavean kaistaneron (WBG) puolijohteista. Ne ovat huomattavasti aiempia energiatehokkaampia. Ne ovat nousseet johtaviksi ratkaisuiksi kehitettäessä kenttävaikutustransistoria (FET) seuraavan sukupolven tehoelektroniikalle.

Kuvassa oikealla kokeellinen MOSCAP-rakenne ja vasemmalla timanttinen syvän tyhjennysalueen mosfet-transistorin (D2MOSFET) konsepti. Kuva: Institut NÉEL

Timantti tunnetaan ideaalisimmaksi materiaaliksi WBG:n kehityksessä sen ylivoimaisten fyysisten ominaisuuksien ansiosta. Timantti mahdollistaa rakenteiden voivan toimia paljon korkeammissa lämpötiloissa, jännitteissä ja taajuuksilla sekä pienemmillä puolijohdehäviöillä.

Keskeinen haaste on kuitenkin hyldyntää timantin täysi potentiaali metallioksidipuolijohteiden kenttävaikutustransistoreissa (MOSFET). Näin voitaisiin litätä positiivisten kantajien liikkuvuutta kanavassa.

Ranskalaista, japanilaisista ja Cambridgen (UK) tutkijoista koostunut ryhmä otti käyttöön uuden lähestymistavan ongelman ratkaisemiseksi. He käyttivät booriseostetun timanttimosfetin syvää tyhjennysaluetta.

Uusi konseptisuunnitelma mahdollistaa  timanttimosfettien rakenteiden tuottamisen yksittäisistä booriseostettujen epitaksikerrosten pinoista.

Kokeiltu konsepti avaa oven vertikaaliselle D2MOSFET -toimivalle konseptille kuten p-kanavaiselle liitosfetille (JFET) ilman n-tyypin kerroksen tarvetta. Tutkijat aikovat tuottaa näitä rakenteita heidän DiamFab start-up-yhtiössään.

LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja DiamFab-yritys (LINKKI)