- 2 bulan lalu
NVIDIA meluncurkan Spark, superkomputer AI personal yang membawa kemampuan AI tingkat data center ke rumah. Simak fitur dan spesifikasinya.
Loading...
Loading...
Loading...
Para ilmuwan di National Institute for Materials Science (NIMS) Jepang baru saja mencatatkan sejarah baru dalam dunia teknologi semikonduktor. Mereka berhasil mengembangkan transistor MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) berbasis diamond dengan saluran-n pertama di dunia. Pencapaian ini membuka jalan bagi realisasi sirkuit terpadu CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) berbasis diamond yang dapat digunakan dalam lingkungan ekstrem.
Diamond sebagai semikonduktor memiliki sejumlah keunggulan yang menggiurkan. Dengan bandgap ultra-lebar 5,5 eV, mobilitas pembawa muatan tinggi, dan konduktivitas termal yang luar biasa, material ini menjanjikan kinerja tinggi dan keandalan maksimal untuk aplikasi di kondisi ekstrem. Bayangkan perangkat elektronik yang tetap prima saat berada di dekat reaktor nuklir atau area bersuhu sangat tinggi.
Keunggulan lain teknologi diamond adalah efisiensi energi yang lebih baik, toleransi tegangan breakdown yang lebih tinggi, dan daya tahan superior di lingkungan keras. Hal ini berpotensi menyederhanakan sistem manajemen termal dibandingkan semikonduktor konvensional.
Seiring berkembangnya teknologi pertumbuhan diamond, kebutuhan akan sirkuit pendukung berbasis CMOS diamond semakin meningkat. Terutama untuk integrasi monolit pada elektronika daya, spintronika, dan sensor MEMS (microelectromechanical system) yang beroperasi di suhu tinggi dan radiasi kuat. Namun, hingga kini transistor MOSFET diamond saluran-n belum berhasil dikembangkan.
Tim peneliti NIMS akhirnya memecahkan kebuntuan ini. Mereka mengembangkan teknik untuk menumbuhkan semikonduktor diamond monokristal tipe-n berkualitas tinggi. Caranya dengan mendoping diamond menggunakan fosfor berkonsentrasi rendah. Hasilnya adalah permukaan halus dengan teras datar di tingkat atomik.
Transistor MOSFET ini terdiri dari lapisan semikonduktor diamond saluran-n di atas lapisan diamond lain yang didoping fosfor berkonsentrasi tinggi. Penggunaan lapisan kedua ini berhasil mengurangi resistansi kontak source dan drain secara signifikan. Tim peneliti memastikan bahwa MOSFET diamond yang dibuat benar-benar berfungsi sebagai transistor saluran-n.
Lebih mengagumkan lagi, MOSFET ini menunjukkan performa luar biasa pada suhu tinggi. Mobilitas efek medan menjadi indikator kinerja transistor yang penting hingga mencapai sekitar 150 cm²/V·detik pada suhu 300°C. Angka ini membuktikan potensi besar teknologi diamond untuk aplikasi suhu tinggi.
Pencapaian ini diharapkan dapat mempercepat pengembangan sirkuit terpadu CMOS berbasis diamond. Teknologi ini berpotensi besar untuk manufaktur elektronika daya hemat energi, perangkat spintronika, dan sensor MEMS yang dapat diandalkan di lingkungan ekstrem.
Penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal Advanced Science pada 19 Januari 2024 dengan judul "High-Temperature and High-Electron Mobility Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors Based on N-Type Diamond".
NVIDIA meluncurkan Spark, superkomputer AI personal yang membawa kemampuan AI tingkat data center ke rumah. Simak fitur dan spesifikasinya.
