Group4 ontwikkelt diamanten 50mm-wafer

Het Amerikaanse Group4 Labs heeft een halfgeleiderwafer met een diamanten substraat ontwikkeld. De galliumnitrideschakelingen die hierop aangebracht kunnen worden, kunnen hun warmte daardoor drie tot dertig keer makkelijker kwijt dan conventionele halfgeleiders, zodat aanzienlijk snellere chips kunnen worden gemaakt dan tot nog toe gangbaar is. Bij een driemaal betere warmteafgifte kan bovendien al tien tot honderd maal meer vermogen worden gebruikt. Hoewel de productie nogal wat haken en ogen kent, denken de makers dat de hoogenergetische en hoogfrequente chiptechnologie rijp voor commerciële toepassing is. Onder de gedachte afnemers van de twee inch grote wafeltjes bevinden zich makers van signaalversterkers, gsm-zenders, optische elektronica, ultraviolette-laserdiodes en héél felle ledjes.

De fabricage van de wafers is volgens Group4 gebaseerd op het opdampen van een 25 micrometer dun laagje van polykristallijne synthetische diamant. Direct daarop worden de galliumnitrideschakelingen aangebracht. Door deze constructie is het mogelijk om de in de schakelingen ontwikkelde warmte vrijwel direct af te voeren, waarbij de 'bijna perfecte' warmtegeleidende eigenschappen van het diamant uiteraard een grote rol spelen. Bij snelheden van tientallen of zelfs honderden gigahertzen is warmteontwikkeling momenteel een van de belangrijkste beperkingen voor fabrikanten, die met het nieuwe procédé chips kunnen gebruiken die een grotere levensduur hebben en aanzienlijk zwaarder belast mogen worden.