“अगर हम लागत कम कर सकते हैं, मापनीयता में सुधार कर सकते हैं, और साथ ही इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के प्रदर्शन को बढ़ा सकते हैं, तो यह तय है कि हमें इस तकनीक को अपनाना चाहिए।” यह उद्धरण हाल ही में एमआईटी से घोषित एक अभूतपूर्व खोज का सार प्रस्तुत करता है। शोधकर्ताओं ने एक नई निर्माण प्रक्रिया विकसित की है जो उच्च-प्रदर्शन गैलियम नाइट्राइड (GaN) ट्रांजिस्टर को मानक सिलिकॉन CMOS चिप्स पर इस तरह एकीकृत करती है जो कम लागत वाली और मापनीय दोनों है।
इस नवाचार, जिसका नेतृत्व एमआईटी के स्नातक छात्र प्रद्योत यादव ने किया है, में दोनों सामग्रियों की शक्तियों को मिलाने का एक अनूठा तरीका शामिल है। वे छोटे GaN ट्रांजिस्टर बनाते हैं, उन्हें काटते हैं, और कम तापमान प्रक्रिया का उपयोग करके उन्हें सिलिकॉन चिप्स पर जोड़ते हैं। यह दृष्टिकोण महंगे GaN सामग्री के उपयोग को कम करता है जबकि प्रदर्शन को अधिकतम करता है, जिससे अधिक कुशल और शक्तिशाली उपकरण मिलते हैं।
इस तकनीक के संभावित अनुप्रयोग विशाल हैं। शोधकर्ताओं ने एक पावर एम्पलीफायर, मोबाइल फोन में एक महत्वपूर्ण घटक, सफलतापूर्वक बनाया, जो बेहतर सिग्नल शक्ति और दक्षता का प्रदर्शन करता है। यह बेहतर कॉल गुणवत्ता, बेहतर वायरलेस बैंडविड्थ और स्मार्टफोन में विस्तारित बैटरी लाइफ में बदल सकता है। इसके अतिरिक्त, यह एकीकरण योजना क्वांटम अनुप्रयोगों को भी सक्षम कर सकती है, क्योंकि GaN कई प्रकार के क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए आवश्यक क्रायोजेनिक तापमान पर सिलिकॉन की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करता है।
इस प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं, जिनमें GaN वेफर पर सूक्ष्म ट्रांजिस्टर का एक संग्रह बनाना और उन्हें अलग-अलग “डाईलेट्स” में काटना शामिल है। इन डाईलेट्स को फिर तांबे के खंभों का उपयोग करके सिलिकॉन चिप्स से जोड़ा जाता है, एक ऐसी विधि जो लागत प्रभावी है और पारंपरिक सोने-आधारित बॉन्डिंग के लिए आवश्यक उच्च तापमान से बचती है। यह नई विधि मानक प्रक्रियाओं में फिट बैठती है, और यह आज मौजूद इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ-साथ भविष्य की तकनीकों में भी सुधार कर सकती है।
यादव के अनुसार, यह प्रगति विभिन्न वाणिज्यिक बाजारों में क्रांति ला सकती है। यह शोध, जो अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा समर्थित है, विषम एकीकरण में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है, जो अगली पीढ़ी की वायरलेस तकनीकों का मार्ग प्रशस्त करता है और संभावित रूप से क्वांटम कंप्यूटिंग जैसे क्षेत्रों को प्रभावित करता है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में एक बड़ी प्रगति है।