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:

17.03. Американская Micron планирует вдвое нарастить производство на своей новой площадке на Тайване

17.03. В Индии усиливают кооперацию с европейскими лидерами в области ФИС

16.03. STMicroelectronics в четыре раза увеличит выпуск кремниевой фотоники для ИИ-датацентров

16.03. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов

16.03. Сканирующий микроспектрометр LS RamBo 620 получил подтверждение российскости

15.03. Илон Маск заявил о планах запуска Tesla Terafab - гигантской фабрике по производству ИИ-чипов

15.03. SK hynix представила первый в мире 1c LPDDR6: скорость +33%, энергопотребление -20%

15.03. Китайская Lisuan выпустила 6-нм игровой GPU - конкурент RTX 4060 с полностью самостоятельной архитектурой

15.03. Nvidia подключилась к разработкам Samsung ферроэлектрической NAND-памяти

13.03. В ГК Элемент сменится руководство

13.03. Япония нацелилась на 30% мирового рынка «физического ИИ» к 2040 году

13.03. Третий по величине китайский производитель микросхем Nexchip повысит цены на 10% с июня, вслед за SMIC и Hua Hong

13.03. На фоне спроса на HBM к BESI из Нидерландов присматриваются покупатели

12.03. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN

12.03. Индустрию охватывает волна повышения цен на чипы

12.03. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм

11.03. Стоит ли ожидать, что сбудется прогноз TrendForce в отношении CPO?

11.03. Вьетнам закладывает фундамент для развития полупроводниковой отрасли

11.03. Applied Materials объединяет усилия с Micron и SK Hynix для разработки DRAM, HBM и NAND следующего поколения

10.03. Salience Labs представила полностью оптический 32-портовый коммутатор для сетей ИИ-ЦОД

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 3 ms, lookup=0 ms, find=3 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

16.04. Минцифры представило проект приказа с требованиями к БС O-RAN

16.04. МегаФон в Сахалинской области - связь улучшена рефармингом в Холмске, Корсакове, Горнозаводске и Соловьевке

16.04. МТС в Новосибирской области - связь улучшена в Ленинском районе

15.04. Билайн увеличил пропускную способность для российских видеосервисов

15.04. Rubetek расширяет производственные мощности в Орле

15.04. МТС в Забайкальском крае - покрытие LTE обеспечено базовой станцией в селе Конкино

15.04. Начало тренда - американский стартап Orbital намерен создать в космосе сеть ИИ-дата-центров

15.04. Amazon объявила о покупке Globalstar – чего можем ждать с учетом этой сделки

15.04. МегаФон в Красноярском крае - покрытие LTE расширено новыми базовыми станциями в Дивногорске и Усть-Мане

15.04. МТС в Томской области - зона покрытия LTE расширена новыми базовыми станциями в пригороде Томска

14.04. Разработчик офисного ПО «Мойофис» нарастил чистый убыток с 1.2 млрд до 4 млрд

14.04. Выход годных по техпроцессу 2нм у Samsung остается на уровне не выше 55%

14.04. Intel выпустила тонкий чиплет с транзисторами из нитрида галлия (GaN)

14.04. Микрон и Ангстрем объединят усилия в подготовке инженерных кадров

14.04. МегаФон в Смоленской области - покрытие LTE расширено дополнительным оборудованием на трассе М-1

Все статьи >>


Новости

16.04. Vivo T5 Pro – 9020 мАч, 90 Вт, IP69 и Snapdragon 7s Gen 4 от 29 999 рупий

16.04. Oppo F33 и F33 Pro – ребрендинг с AMOLED, 7000 мАч и IP69K

16.04. Poco C81 Pro получи 6.9" дислеей 120 Гц, АКБ 6000 мАч и Unisoc T7250

15.04. Motorola Razr 70 Ultra получит Snapdragon 8 Elite и батарею на 6% больше

15.04. Tecno Spark 50 4G – Helio G81, 7000 мАч и связь без сети за 1.5 км

15.04. T1 Phone от Trump Mobile – $499 за AMOLED 120 Гц и Snapdragon 7

14.04. Redmi A7 Pro 5G – HyperOS 3, Unisoc T8300 и 6300 мАч за 11 499 рупий

14.04. Oppo Pad Mini с 8.8-дюймовым OLED-экраном 144 Гц и Snapdragon 8 Gen 5 представят 21 апреля

14.04. Rollme G9 – умные часы с офлайн-картами, двухдиапазонным GNSS и весом 32 грамма

13.04. Realme Narzo 100 Lite 5G – 7000 мАч "Titan Battery", 144 Гц и Dimensity 6300 за 13 000 рупий

13.04. CMF Phone 3 Pro получит Snapdragon 7s Gen 4 и металлическую рамку

13.04. Анонс Huawei Pura 90 Pro ожидается 20 апреля

10.04. Realme C100 4G – в000 мАч, IP69K и Helio G92 Max за 292 доллара

10.04. AI+ Nova 2 и Nova 2 Ultra – два подхода к бюджетному сегменту в Индии

10.04. Oppo A6s Pro – OLED, 7000 мАч, 80 Вт и Dimensity 6300

09.04. Moto Pad 2026 – 2.5K-экран, 5G и четыре динамика за 250 долларов

09.04. Motorola Moto G Stylus (2026) – стилус с наклоном, защита IP69 и AMOLED за 500 долларов

08.04. Oppo A6k с АКБ 7000 мАч, экраном 120 Гц и Dimensity 6300 оценен 290 долларов

08.04.  Tecno наконец раскрыла график обновления до Android 16 — с опозданием на поколение

08.04. Представлен Realme C100 5G с АКБ 7000 мАч, 144 Гц экраном и Dimensity 6300 за 215 долларов