I ricercatori nel campo dei semiconduttori risolvono le sfide legate al taglio dei wafer di diamante con i laser

La tecnica basata sul laser potrebbe sbloccare la promessa dei diamanti come pratico materiale semiconduttore.

Nonostante tutte le sue qualità vincenti per l’uso nell’industria dei semiconduttori, il diamante è stato trattenuto perché è stato difficile trasformarlo in wafer utilizzabili. Martedì, un rappresentante dell'Università di Chiba in Giappone ci ha inviato un'e-mail riguardo a una svolta descritta come una nuova tecnica di taglio laser per semiconduttori di diamante.

A quanto pare, gli scienziati hanno sviluppato un processo alimentato dal laser per "affettare i diamanti senza sforzo". Si ritiene che i semiconduttori creati utilizzando questo materiale saranno apprezzati per il loro utilizzo in componenti di conversione di potenza altamente efficienti nei veicoli elettrici e per la tecnologia di comunicazione ad alta velocità.

I diamanti possono essere molto particolari nel modo in cui vengono tagliati a causa dei piani cristallografici intrinseci. Questi piani non sono conformi ai desideri di un produttore di semiconduttori di produrre griglie di wafer. Pertanto, creare e tagliare i wafer diamantati è stato difficile e spesso uno spreco – e non sono economici.

Allora, in che modo il laser aiuta nella produzione di wafer diamantati? Il gruppo di ricerca descrive un processo in cui il laser non taglia il diamante in una griglia, ma "l'illuminazione laser concentrata trasforma il diamante in carbonio amorfo, la cui densità è inferiore a quella del diamante". La risultante linea della griglia a densità inferiore nella struttura a diamante fornisce piani di frattura predefiniti lungo i quali le crepe possono propagarsi.

Una volta che il diamante è stato trattato come descritto sopra, i ricercatori indicano che è stato facile separare i wafer di diamante di forma regolare pronti per il lavoro di fabbricazione più avanti lungo la linea.

Il professor Hirofumi Hidai, della Graduate School of Engineering dell'Università di Chiba, ha affermato che "il taglio dei diamanti consente la produzione di wafer di alta qualità a basso costo ed è indispensabile per fabbricare dispositivi semiconduttori di diamante".

Il professore ha anche menzionato il potenziale dei semiconduttori di diamante in applicazioni ad alta potenza come i veicoli elettrici. Abbiamo già parlato delle qualità interessanti dei transistor al diamante, molte delle quali derivano dalle naturali proprietà semiconduttrici ad ampio intervallo di banda del materiale. Nel frattempo, ci sono altri rapporti che suggeriscono che i diamanti potrebbero migliorare le qualità audiofile dei cavi Ethernet...

Negli ultimi anni i ricercatori sono stati alla ricerca di nuovi materiali semiconduttori promettenti, poiché il silicio inizia ad avvicinarsi ai suoi limiti e questo nuovo sviluppo segna un altro timido passo in una nuova direzione.

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Mark Tyson è uno scrittore di notizie freelance presso Tom's Hardware US. Gli piace coprire l'intera gamma della tecnologia PC; dalla progettazione aziendale e di semiconduttori ai prodotti che si avvicinano ai confini della ragione.

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