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
25.03. SK Hynix разместила у ASML крупнейший публичный заказ на EUV-оборудование на $8 млрд
25.03. МегаФон в Красноярском крае - покрытие 4G расширено в 16 муниципальных округах
25.03. МТС в Республике Бурятия - мобильный интернет ускорен в курортном поселке Жемчуг
24.03. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением
24.03. Билайн в Санкт-Петербурге - мобильный интернет оператора в метро признан лучшим по оценкам DMTEL
24.03. Билайн бизнес сообщает о расширении возможностей связи для предпринимателей
24.03. Кризис расползается по цепочке поставок
24.03. TSMC наращивает мощности в США, спрос на чипы высок, а выручка в 2026 году может вырасти на 30%
24.03. МТС в Приморском крае организовал новый трансграничный переход интернет-трафика с China Mobile
24.03. Запущены первые 16 спутников БЮРО 1440
23.03. В России могут начать работы над литографом для техпроцесса 90 нм в 2026 году
23.03. Samsung Electronics вложит рекордные 110 трлн вон
23.03. МТС разместила биржевые облигации серии 002P-17 на 10 млрд
23.03. Билайн в Нижегородской области - покрытие 4G расширено в столице и в сельских населенных пунктах
27.03. Представлены iQOO Z11 и Z11x – 9050 мАч, 165 Гц и IP69 за 290 долларов
27.03. iPad (2026) получит чисет A18, 8 ГБ RAM и тот же дизайн
26.03. Vivo X300s – 200 МП, перископ, батарея 7100 мАч и защита IP69
26.03. Представлены Samsung Galaxy A57 и A37 с IP68, Exynos 1680 и прежними камерами
25.03. OnePlus 15T – компактный флагман с батареей 7500 мАч, защитой IP69K и экраном 165 Гц
25.03. Samsung Galaxy Z Fold8 – 200 МП, 8-дюймовый экран и батарея 5000 мАч
25.03. Первый тизер Tecno Spark 50 5G раскрывает дизайн новинки
24.03. Huawei Enjoy 90 Plus и Enjoy 90 – Kirin 8000, батареи 6620 мАч и доступные цены
24.03. Huawei Enjoy 90 Pro Max – Kirin 8000, батарея 8500 мАч и экран 120 Гц за 250 долларов
23.03. Redmi 15A 5G – 6300 мАч и 120 Гц за «реальные деньги»
23.03. Xiaomi 17T и 17T Pro засветились в IMDA
20.03. Lenovo представила компактный Y700 с двумя USB-C и большие Xiaoxin Pro
20.03. iQOO Z11 с батареей 9020 мАч и экраном 165 Гц представят 26 марта
19.03. Ulefone RugKing 5 Pro – 20 000 мАч, 1202 светодиода и ночное видение за 270 долларов
19.03. Oppo A6s 5G – 80-ваттная зарядка и IP69 за 18 999 рупий
19.03. FOSSiBOT F116 Pro – компактный защищенный смартфон с креплением для экшн-камеры
18.03. Samsung Galaxy M17e 5G – ребрендинг A07 с батареей 6000 мАч за 140 долларов
18.03. Oppo Watch X3 – титан, сапфир и мониторинг глюкозы
18.03. Oppo Find N6 появился на глобальном рынке
17.03. Представлен Vivo Y51 Pro 5G с батареей 7200 мАч и защитой IP69