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:
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. 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. 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
10.03. Salience Labs представила полностью оптический 32-портовый коммутатор для сетей ИИ-ЦОД
27.05. MWS Cloud и Ситикард заключили соглашение о сотрудничестве
27.05. Билайн запустил VoLTE в роуминге в США и Вьетнаме
26.05. Билайн отчитался за первый квартал 2026 года
25.05. MWS Cloud и АО РДС заключили соглашение о стратегическом сотрудничестве
25.05. МегаФон в Якутии - голосовая связь запущена на месторождении Вертикальное
25.05. T2 обеспечила покрытие в алмазном карьере вплоть до глубин в 350 метров
25.05. StarLink обеспечит Центральную Азию быстрым интернетом из космоса – для всех желающих
25.05. Билайн в Мордовии нарастил покрытие 4G новыми БС и рефармингом 900 МГц
25.05. От ИИ ожидают кардинальных улучшений работы российской микроэлектроники
24.05. ИКС Холдинг прирос компанией Crosstech Solutions Group
24.05. Миландр обеспечил импортзамещение ряда изделий, необходимых для отечественных БС 5G
27.05. Lava Shark 2 – 6000 мАч, 120 Гц и «ни одного лишнего приложения» за 11 999 рупий
27.05. Раскрыты полные спецификации Samsung Galaxy A27
26.05. Huawei nova 16 представят 1 июня, а Ultra получит АКБ 7000 мАч
26.05. Vivo Y600 Turbo – 9020 мАч, AMOLED 5000 нит и IP69 за 340 долларов
26.05. Oppo A6c добрался до Индии: 7000 мАч, 120 Гц и Unisoc T7250 от $146
25.05. Honor X7e 4G раскрыт ритейлером
25.05. Глобальные цены Xiaomi 17T и 17T Pro утекли в сеть за несколько дней до анонса
25.05. Xiaomi готовит Smart Band 11? Новое устройство прошло сертификацию
22.05. Poco Pad C1 – доступный планшет с экраном 2K 120 Гц и батареей 7600 мАч
22.05. Утечка раскрыла параметры HMD Thunder Pro – 50 МП с OIS, OLED 90 Гц и 6000 мАч
22.05. HMD Vibe 2 5G – 6000 мАч, 120 Гц и Android 16 от $115
21.05. iQOO 15T – Dimensity 9500 Monster, 8000 мАч, 200 МП и 144 Гц от $558
21.05. Itel A100 Pro дизайн в стиле iPhone 17 Pro за $95 и с Android Go
21.05. Infinix Hot 70 – получит термохромный дизайн и RGB-подсветка
20.05. Moto G37 и G37 Power – Dimensity 6400, 7000 мАч и Android 16 от 145 долларов
20.05. Motorola Edge (2026) получит плоский дизайн вместо изогнутого
20.05. Дизайн Samsung Galaxy A27 показался на рендерах производителей чехлов
19.05. RedMagic 11S Pro и Pro+ получили разогнанный чип, 8000 мАч, вентилятор и IPX8
19.05. Realme 16T с 8000 мАч, IP69 представят 22 мая
19.05. OnePlus Ace 7 – экран 240 Гц, батарея 9000 мАч и охлаждение с вентилятором?