Микроэлектроника: Оксид галлия - полупроводник со сверхширокой запрещенной зоной

MForum.ru

Микроэлектроника: Оксид галлия - полупроводник со сверхширокой запрещенной зоной

07.01.2019, MForum.ru


Исследователи оксида галлия прочат материалу высокую востребованность в современной микроэлектронике.

В микроэлектронных устройствах так называемая запрещенная зона это основной фактор, который определяет электрическую проводимость материала. Новые классы полупроводников с ультраширокой запрещенной зоной (UWB) способны работать при гораздо более высоких температурах и мощностях, нежели чем обычные микросхемы, выполненные на основе материалов на основе кремния, материала с малыми запрещенными зонами. Исследователи из США и Кореи предоставили описание свойств, возможностей, существующих ограничениях и направлениях будущего развития для одного из наиболее перспективных UWB-компаундов - оксида галлия.

Вещества с большими запрещенными зонами, как правило, являются изоляторами, плохо проводящими электричество. Вещества с более узкими зонами - полупроводниками. Современный класс полупроводников со сверхширокими запрещенными зонами способен работать при намного больших высоких скоростях, нежели чем обычные микросхемы с малыми зонами на основе кремния, или чипы на основе карбида силикона (SiC) и нитрида галлия (GaN).

В Журнале прикладной физики (AIP Publishing) исследователи из Университета Флориды, Военно-морской исследовательской лаборатории США и Корейского университета подробно рассказывают о свойствах, возможностях, текущих ограничениях и будущих разработках для одного из наиболее перспективных UWB-соединений, оксида галлия ( Ga2O3).

Оксид галлия отличает чрезвычайно широкая запрещенная зона в 4.8 эВ, что больше чем у кремния с его 1.1 эВ и 3.3 эВ у SiC и GaN. Это различие обеспечивает возможность для чипов на основе Ga2O3 выдерживать более высокую напряженность электрического поля, нежели чем традиционные и другие современные полупроводниковые материалы. Кроме того, Ga2O3 способен при равной толщине слоя выдерживать без пробоя более высокое напряжение. Эти два свойства могут сделать его незаменимым материалов для производства миниатюрных и эффективных силовых транзисторов.

Оксид галлия - это великолепный материал для создания подложек при производстве полупроводниковых чипов. Соединение может найти использование в системах распределения мощности, которые используются в станциях для заряда аккумуляторов электромобилей или в конверторах, которые обеспечивают преобразование электроэнергии, поступающей в энергосеть от альтернативных источников энергии, таких как ветроэлектрогенераторы.

Исследователи также рассматривают оксид галлия в качестве материала для производства полевых транзисторов по технологии металл-оксид-полупроводник, известной как MOSFET. Традиционно для их создания использовался кремний, но для более мощных устройств, например, зарядных станций для электромобилей, требуются полевые МОП-транзисторы, способные работать с большими мощностями, - для этого не получается использовать кремний, но подойдет новый материал.

Чтобы научиться делать усовершенствованные MOSFET, требуется улучшить диэлектрические свойства элементов затвора, а также системы управления температурой с тем, чтобы можно было более эффективно отводить тепло от устройств. По-мнению руководителя исследовательской группы, оксид галлия не сможет заменить SiC или GaN в качестве основного полупроводникового материала, который придет на смену кремнию, но новый материал сможет сыграть свою роль в расширении диапазона доступной мощности и напряжения различных системах, для которых принципиально важна широкая запрещенная зона материала.

Среди наиболее перспективных областей применения материала исследователи выделяют его использование при создании высоковольтных выпрямителей, систем кондиционирования и распределения электроэнергии, таких как зарядные системы электромобилей, фотоэлектрические солнечные преобразователи, ветроэлектрогенераторы и так далее.

Источник: publishing.aip.org.

За новостями микроэлектроники и полупроводников удобно следить в телеграм-канале RUSmicro

теги: микроэлектроника полупроводники полупроводниковые материалы оксид галлия Ga2O3 силовая электроника

+ +

© Алексей Бойко, MForum.ru


Публикации по теме:

05.01. [Новости компаний] Микроэлектроника: Onsemi представила новые решения на основе карбида кремния под брендом EliteSiC 1700В / MForum.ru

08.12. [Новости компаний] Микроэлектроника: TSMC утроит инвестиции в производство в Аризоне, вложив $40 млрд / MForum.ru

05.12. [Новости компаний] Onsemi / MForum.ru

05.12. [Новости компаний] Микроэлектроника: Тайваньская GlobalWafers построит первый за 20 лет завод по производству кремниевых пластин в США / MForum.ru

02.12. [Новости компаний] Микроэлектроника: ЗНТЦ запустит фотонные микросхемы в серию / MForum.ru

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 16 ms, lookup=0 ms, find=16 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:

Подписка:

Подписаться
Отписаться


Новости

26.07. [Новинки] Анонсы: Nothing Phone (2a) Plus получит MediaTek Dimensity 7350 Pro / MForum.ru

25.07. [Новинки] Анонсы: Vivo V40 SE 4G представлен официально / MForum.ru

24.07. [Новинки] Анонсы: Nubia Z60S Pro с улучшенной камерой представлен официально / MForum.ru

24.07. [Новинки] Анонсы: Nubia Z60 Ultra Leading Version с мощным чипсетом представлен официально / MForum.ru

24.07. [Новинки] Слухи: Появились рендеры всех цветов Honor X60i / MForum.ru

23.07. [Новинки] Слухи: Официальная премьера Nio Phone 2 состоится 27 июля / MForum.ru

23.07. [Новинки] Слухи: Анонс Huawei Mate 70 задержится до 4 квартала / MForum.ru

22.07. [Новинки] Анонсы: Представлен складной смартфон Xiaomi Mix Flip с большим экраном и АКБ 4780 мАч / MForum.ru

19.07. [Новинки] Анонсы: HMD Skyline отличается потрясающим дизайном и простотой ремонта / MForum.ru

19.07. [Новинки] Анонсы: Представлен Oppo Reno12 F 4G со Snapdragon 685 и 8 ГБ ОЗУ / MForum.ru

18.07. [Новинки] Слухи: Смартфоны Honor Magic 7 получат 200 Мп телефото- камеру и тандемный OLED-экран / MForum.ru

18.07. [Новинки] Анонсы: Red Magic 9S Pro выходит на мировой рынок / MForum.ru

17.07. [Новинки] Анонсы: OnePlus Nord 4 получил цельнометаллический корпус уникального дизайна / MForum.ru

17.07. [Новинки] Анонсы: Представлен OnePlus Pad 2 с SD 8 Gen 3 и АКБ 9510 мАч / MForum.ru

16.07. [Новинки] Анонсы: Letv S3 Pro представлен официально / MForum.ru

16.07. [Новинки] Анонсы: Meizu Blue 20 AI – первый смартфон Meizu на базе искусственного интеллекта / MForum.ru

15.07. [Новинки] Анонсы: В Индии представлен iQOO Z9 Lite 5G на базе Dimensity 6300 и обещанием обновления до трех лет / MForum.ru

15.07. [Новинки] Анонсы: Vivo Y37 и Y37m представлены официально / MForum.ru

12.07. [Новинки] Анонсы: Представлены дешевые наушники iQOO TWS 1i с режимом низкой задержки / MForum.ru

12.07. [Новинки] Анонсы: Представлены iQOO Watch GT с 1,85-дюймовым дисплеем и Blue OS / MForum.ru