Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve iş birliği yapılan kurumlar, galyum nitrür (GaN) transistörlerini standart silikon CMOS yongalarına entegre eden ölçeklenebilir bir üretim süreci geliştirdi. Bu yöntemle hem maliyet hem de entegrasyon zorluklarının önüne geçilmesi hedefleniyor. Geliştirilen hibrit sistem, birçok elektronik uygulama için yeni bir sayfa açabilir.
ÖZEL MALZEME, GENİŞ KULLANIM
GaN, silikondan sonra en yaygın kullanılan ikinci yarı iletken olarak öne çıkıyor. Yüksek frekans, güç yönetimi ve ısıya dayanıklılığıyla bilinen bu malzeme, aydınlatma sistemlerinden radar teknolojilerine kadar geniş bir kullanım alanına sahip. Ancak GaN'ın potansiyelinden tam olarak faydalanabilmek için, bu transistörlerin silikon temelli dijital yongalarla bir araya getirilmesi gerekiyor.
DÜŞÜK SICAKLIKLI BİRLEŞTİRME
Araştırmacıların geliştirdiği yöntemde, GaN çipleri üzerinde binlerce küçük transistör (dielet) üretiliyor. Bu dielet’ler, 240 x 410 mikron boyutlarında ayrıldıktan sonra düşük sıcaklıkta bakır-bakır bağlama yöntemiyle silikon çipe entegre ediliyor. Bu süreç, hem maliyetleri düşürüyor hem de malzeme özelliklerini koruyarak daha verimli sistemler sunuyor.
GELİŞMİŞ PERFORMANS, DÜŞÜK ISI
GaN transistörlerinin silikon çip yüzeyine yayılması, cihazların termal yönetimini iyileştirerek ısınmayı azaltıyor. Aynı zamanda daha hızlı ve güçlü transistörler ile kompakt bir yapı elde edilmesini sağlıyor. Ekip, bu entegrasyonla bir güç amplifikatörü inşa etti ve geleneksel silikon tabanlı cihazlara göre daha yüksek sinyal gücü ve verimlilik elde etti. Bu gelişme; mobil cihazlarda daha kaliteli arama, geniş bant bağlantı ve uzun pil ömrü gibi avantajlar sunabilir.
KUANTUM VE İLETİŞİM İÇİN ADIM
Yeni hibrit çip yöntemi, standart yarı iletken üretim altyapılarına da uyumlu. Düşük sıcaklıkta gerçekleştirilen işlem, pahalı altın veya zarar verici yüksek sıcaklıklar gerektirmediği için mevcut üretim hatlarına entegre edilebilecek nitelikte. Ayrıca GaN'ın kriyojenik sıcaklıklarda stabil performans göstermesi, yöntemin kuantum bilişim uygulamalarında da potansiyele sahip olduğunu ortaya koyuyor.
TİCARİLEŞME YOLUNDA GÜÇLÜ ADIM
Araştırmacılara göre, GaN transistörlerinin silikon yongalara ölçeklenebilir bir şekilde entegre edilebilmesi, hem performansı artırıyor hem de elektronik ürünlerin ticari pazara daha uygun maliyetlerle sunulmasını sağlıyor. Bu hibrit çipler; kablosuz iletişim, mobil cihazlar ve güç elektroniği gibi birçok alanda dönüşüm yaratma potansiyeli taşıyor.
TEKNOLOJİDE YENİ DÖNEM
MIT öncülüğünde geliştirilen bu hibrit teknoloji, elektronik sektöründe daha sürdürülebilir ve güçlü bir gelecek için önemli bir eşik olarak görülüyor. Araştırmacılar, performans, maliyet ve üretim uyumluluğunun bir araya gelmesiyle bu teknolojinin yaygınlaşmasının kaçınılmaz olacağı görüşünde.
