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 1 ms, lookup=0 ms, find=1 ms

Последние сообщения в форумах

Ничего не найдено.

Все форумы »



Поиск по сайту:

Подписка:

Подписаться
Отписаться


Новости

24.12. [Новинки] Анонсы: Vivo Y29 5G – смартфон начального уровня для 5G-сетей / MForum.ru

24.12. [Новинки] Анонсы: Honor Magic7 RSR Porsche Design представлен официально / MForum.ru

23.12. [Новинки] Анонсы: Представлен Ulefone Armor X31 Pro с экраном 120 Гц, камерой ночного видения и аккумулятором емкостью 6050 мА•ч / MForum.ru

23.12. [Новинки] Анонсы: Представлен Honor GT со Snapdragon 8 Gen 3, IMX906 и зарядкой мощностью 100 Вт / MForum.ru

23.12. [Новинки] Анонсы: Honor Pad V9 с 11,5 дюймовым дисплеем представлен официально / MForum.ru

20.12. [Новинки] Слухи: HMD Global работает над смартфоном под кодовым названием «Orka» / MForum.ru

20.12. [Новинки] Слухи: Раскрыты ключевые характеристики Vivo Pad 4 Pro / MForum.ru

19.12. [Новинки] Анонсы: Poco C75 5G доступный 5G-смартфон на Snapdragon 4s Gen 2 / MForum.ru

19.12. [Новинки] Анонсы: Poco M7 Pro 5G — 5G-смартфон за 15 000 рупий / MForum.ru

18.12. [Новинки] Анонсы: Moto G05 с чипсетом Helio G81 представлен официально / MForum.ru

18.12. [Новинки] Анонсы: Motorola представила смартфоны с емкими АКБ – Moto G15 и G15 Power / MForum.ru

18.12. [Новинки] Анонсы: Представлен Motorola Moto E15 с Android 14 Go / MForum.ru

17.12. [Новинки] Анонсы: Классические телефоны Nokia получают обновление 2025 года / MForum.ru

16.12. [Новинки] Слухи: Poco X7 и X7 Pro замечены на рендерах / MForum.ru

16.12. [Новинки] Анонсы: Lava O3 Pro появился на Amazon India / MForum.ru

13.12. [Новинки] Анонсы: Huawei FreeBuds Pro 4 стали первым устройством бренда Huawei Sound / MForum.ru

13.12. [Новинки] Анонсы: Серия Huawei Nova 13 выходит на мировой рынок / MForum.ru

13.12. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о китайской версии Vivo Y300 5G / MForum.ru

12.12. [Новинки] Слухи: Раскрыты полные спецификации Google Pixel 9a / MForum.ru

12.12. [Новинки] Это интересно: Vivo создаст новый суббренд в следующем году / MForum.ru