Cristais de carbeto de silício poderão revolucionar eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/08/2004

Primo pobre do silício

O silício é o elemento responsável por toda a revolução eletrônica que o mundo experimenta. O que pouca gente sabe é que a família sempre teve um primo pobre: o carbeto de silício, também conhecido como carborundo, é um composto extremamente duro e resistente, e vem sendo utilizado há décadas para a fabricação de brocas e ferramentas abrasivas.

Agora, graças a uma pesquisa feita por cientistas japoneses, o carbeto de silício pode dar a volta por cima, sair das oficinas e ir direto para as salas limpas dos principais laboratórios e fábricas de semicondutores do mundo.

O carbeto de silício também é um semicondutor, como seu irmão famoso, mas é muito mais resistente. E não se trata apenas de dureza: ele transmite energia com muito maior eficiência do que o silício puro, o que poderá eliminar a necessidade de refrigeração dos processadores, já que a perda de energia é mínima.

Além disso, chips de carbeto de silício poderão trabalhar em ambientes extremos, como no interior de turbinas de avião ou no espaço exterior. Ele suporta muito bem temperaturas altas e é capaz de trabalhar sob radiação intensa sem ser afetado ou sem perder suas informações.

Carbeto de silício puro

É claro que essas propriedades já vinham chamando a atenção dos cientistas há muito tempo, que sonhavam vê-lo como um substituto super-eficiente para o silício puro. O problema é que até hoje ninguém havia conseguido produzir cristais de carbeto de silício puros e sem falhas.

Este foi o feito do Dr. Daisuke Nakamura e seus colegas do Toyota Central R&D Labs, Japão. Eles desenvolveram um método capaz de gerar cristais de carbeto de silício de altíssima qualidade. A pesquisa foi publicada no exemplar de ontem (26/08) da revista Nature.

Os métodos até hoje utilizados geravam cristais com grande número de falhas, defeitos macroscópicos como túneis e inclusões, o que impede sua utilização na eletrônica.

A equipe do Dr. Nakamura desenvolveu uma técnica que faz o crescimento do cristal perpendicularmente ao seu eixo C, reduzindo o número de defeitos em tal magnitude que não é exagero dizer que os cristais são praticamente puros.

Volta por cima

Na verdade, os novos cristais de carbeto de silício geram substratos muito melhores do que os substratos hoje utilizados pela indústria. Ou seja, além de "domar" um composto muito mais eficiente, os cientistas conseguiram produzi-lo de forma mais pura.

Agora os pesquisadores vão trabalhar na geração de cristais de maiores dimensões. A indústria de semicondutores já trabalha hoje com pastilhas de silício de 300 mm de diâmetro.

Mas não será preciso chegar a tanto. As vantagens do carbeto de silício são tantas que a produção de pastilhas de alguns poucos centímetros já será o suficiente para fazer com que a indústria comece a utilizá-lo.