MForum.ru
07.01.2019,
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,
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
07.05. [Новинки] Анонсы: Представлен концептуальный смартфон Realme GT с АКБ 10000 мАч / MForum.ru
07.05. [Новинки] Слухи: Раскрыты спецификации Samsung Galaxy Z Flip 7 / MForum.ru
07.05. [Новинки] Слухи: Появились подробности о Vivo X200 FE с экраном 6,31 дюйма / MForum.ru
07.05. [Новинки] Слухи: Moto G86 готовится к анонсу / MForum.ru
06.05. [Новинки] Анонсы: Lava выпустила доступный смартфон Yuva Star 2 / MForum.ru
06.05. [Новинки] Слухи: Moto G56 засветился на официальном рендере / MForum.ru
05.05. [Новинки] Анонсы: Представлен Realme C75 5G с Dimensity 6300 и привлекательной ценой / MForum.ru
05.05. [Новинки] Слухи: Появились рендер и характеристики Honor 400 / MForum.ru
29.04. [Новинки] Анонсы: Представлена Nubia Z70S Ultra с крупным сенсором 1/1,3'' / MForum.ru
28.04. [Новинки] Анонсы: Представлен Realme 14T с Dimensity 6300 и аккумулятором емкостью 6000 мАч / MForum.ru
25.04. [Новинки] Анонсы: OnePlus 13T дебютирует с 6,3-дюймовым OLED-дисплеем, Snapdragon Elite и АКБ 6260 мАч / MForum.ru
24.04. [Новинки] Анонсы: Honor Band 10 представлен официально / MForum.ru
24.04. [Новинки] Анонсы: Планшет Honor Pad GT представлен официально / MForum.ru
24.04. [Новинки] Анонсы: Представлен Honor GT Pro с разогнанным Snapdragon 8 Elite и АКБ 7200 мАч / MForum.ru
23.04. [Новинки] Анонсы: Представлен Huawei Enjoy 80 с большой батареей и приятной ценой / MForum.ru
23.04. [Новинки] Анонсы: Oppo K12s представлен в Китае / MForum.ru
22.04. [Новинки] Анонсы: Honor X60 GT представлен официально / MForum.ru
22.04. [Новинки] Анонсы: Представлен Oppo K13 с экраном AMOLED 120 Гц и АКБ 7000 мАч / MForum.ru
21.04. [Новинки] Слухи: OnePlus 13T оснастят АКБ 6260 мАч и обходной зарядкой / MForum.ru
18.04. [Новинки] Анонсы: Honor X60 GT представят 22 апреля / MForum.ru