L'équipe de recherche dirigée par l'académicienne Ru Huang et le professeur Yanqing Wu de l'École des circuits intégrés de l'Université de Pékin a réussi à développer un semi-conducteur ultra-mince et haute performance basé sur un substrat de carbure de silicium (SiC). Ce semi-conducteur offre non seulement une conductivité thermique améliorée, mais surmonte également le compromis traditionnel entre vitesse et stabilité thermique des semi-conducteurs à oxyde amorphe (AOS).

Bien que les matériaux AOS présentent des avantages tels que le traitement à basse température, la compatibilité avec les puces et la production à grande échelle, leur faible conductivité thermique entraîne souvent un effet d'auto-échauffement, limitant leur développement dans des applications à haute fréquence comme la 5G et l'Internet des objets. L'équipe de Pékin a résolu ce problème en introduisant un substrat SiC et en concevant un transistor à oxyde d'indium-étain (ITO) à grille supérieure avec un canal court de 120 nm. Les données expérimentales montrent que ce transistor reste stable sous une tension d'alimentation élevée de 3 V et à une température de 125 °C, éliminant complètement l'effet d'auto-échauffement. Les tests ont révélé des performances record pour les dispositifs AOS en termes de vitesse, de dissipation thermique et de puissance.

L'étude souligne que le substrat SiC à haute conductivité thermique améliore significativement la gestion thermique des canaux ITO ultra-minces en optimisant les performances en courant continu (DC) et en radiofréquence (RF). Comparé aux matériaux de canal en vrac d'épaisseur micrométrique traditionnels, le substrat SiC offre un chemin de conduction thermique plus efficace, jetant les bases du développement d'appareils électroniques RF flexibles, compatibles avec les puces et à faible coût. Cette percée favorise non seulement les progrès des électroniques RF de nouvelle génération, mais fournit également de nouvelles perspectives pour la conception de dispositifs à haute vitesse dans des domaines comme la 5G et l'Internet des objets.