Primeiro chip feito com transistores de diamante

Redação do Site Inovação Tecnológica -

Uma técnica de fabricação inédita permite fazer uma interface precisa entre vários óxidos semicondutores e os diamantes. [Imagem: Jiangwei Liu et al. - 10.1109/LED.2017.2702744]

Transístor de diamante

Engenheiros japoneses apresentaram o primeiro circuito lógico construído com transistoresà base de diamante.

Enquanto versões anteriores de chips de diamante fossem híbridos de válvulas e semicondutores, o novo circuito foi construído com base nos MOSFETs, transistores de efeito de campo (FET) baseados em semicondutores de óxidos metálicos (MOS).

Os chips de diamante provavelmente não concorrerão com os processadores tradicionais de silício, sendo talhados para aplicações em ambientes extremos de temperatura, pressão e radiação - como no espaço ou em equipamentos no interior de usinas e fábricas, por exemplo.

Chip de diamante

O diamante tem alta mobilidade de cargas elétricas, elevada condutividade térmica e é muito resistente, o que o torna um material promissor para o desenvolvimento de circuitos integrados que devem funcionar de forma estável em alta temperatura, alta frequência e alta potência.

Contudo, vinha sendo um desafio controlar a polaridade dos transistores de diamante e fabricar no mesmo substrato MOSFETs que operem em modo de depleção e em modo de acumulação - os dois principais tipos de chaveamento, correspondentes a se o transístor está ligado ou desligado, respectivamente.

Jiangwei Liu e seus colegas conseguiram as duas coisas desenvolvendo uma técnica de fabricação inédita que permite fazer uma interface precisa entre vários óxidos semicondutores e os diamantes - a descrição da técnica está cercada de segredos, estando em processo de patenteamento.

Com a demonstração de um circuito funcional, o próximo passo da equipe será construir chips de maior complexidade, que possam ser usados em aplicações reais, eventualmente eliminando os caros e complicados sistemas de proteção antirradiação, antitérmica e anti-raios cósmicos que os chips de silício exigem para serem usados em condições extremas.

Bibliografia:

Logic Circuits With Hydrogenated Diamond Field-Effect Transistors
Jiangwei Liu, Hirotaka Ohsato, Meiyong Liao, Masataka Imura, Eiichiro Watanabe, Yasuo Koide
IEEE Electron Device Letters
Vol.: 38, Issue: 7
DOI: 10.1109/LED.2017.2702744