Adios
Silicij je danas standard u poluvodičkoj tehnologiji, no materijali poput galijevog nitrida i dijamanta nude bolje toplinske osobine. Diamantne vafere još je teško proizvesti u velikom opsegu.
Adios
Poluvodička tehnologija promijenila je suvremeni svijet, a današnji standard je silicij. Njegova prednost nije toliko u samoj kvaliteti materijala koliko u tome da je obilan, jeftin i jednostavan za obradu. Silicijev dioksid glavna je sastavnica pijeska u obliku kvarca, rastaljuje se i može se izvući u velike kristale iz kojih se režu vafere za izradu sklopova.
Problem je što je silicijev energetski razmak samo 1,14 eV, pa sklopovi prestanu ispravno raditi pri višim temperaturama, uključujući one koje uređaj sam stvara. Zato se razvijaju poluvodiči širokog energetskog razmaka, većeg od 2 eV. Galijev nitrid ima razmak od 3,4 eV i toplinsku vodljivost od oko 230 W·m−1·K−1, pa se već koristi u kompaktnoj energetskoj elektronici, gdje može raditi na višim temperaturama uz veću učinkovitost. Njegova je obrada složenija, no proizvodnja komponenti ipak je ekonomski isplativa.
Diamant bi mogao nadmašiti oba materijala: energetski razmak od oko 5,6 eV i toplinska vodljivost od 900 do 2.320 W·m−1·K−1. No vafere od diamanta treba uzgojiti iz sjemenskih kristala, a ne izvući iz rastaljene mase kao silicij, što veliku serijsku proizvodnju čini vrlo teškom. Doping kristalne rešetke također je problematičan. Zato je razvijen MESFET tranzistor koji odbacuje izolacijski oksidni sloj ispod vrata i koristi metalno-poluvodički spoj, čime omogućuje upotrebu egzotičnih materijala poput galijeva arsenida i silicijevog karbida.
Povijest poluvodiča seže dalje od silicija. Njemački fizičar Karl Ferdinand Braun otkrio je 1874. asimetričnu vodljivost elektrine u spojevima metala i minerala, što je postavilo temelj za praktične točkaste diode tridesetih godina. Tijekom Drugog svjetskog rata poticaj za razvoj radara i radija pogurao je napredak poluvodičkih dioda, a bolje razumijevanje dopinga dovelo je do tranzistora 1947. CMOS je do 1980-ih postao dominantna tehnologija za izradu tranzistora s efektom polja.
Čak i prije eventualnog doba diamanta, uspon alternativa siliciju pokazuje da poluvodička industrija nije dosegnula vrhunac mogućeg.
Partnerske ponude
Učitavanje komentara