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:
09.06.2026. Китайская Prianano показала потенциал применения наноимпринтной технологии в фотонике
08.06.2026. Платформа Nvidia RTX Spark – ИИ идет на ПК и другие пользовательские устройства
06.06.2026. Positive Technologies создал комплекс LFI-26 для тестирования безопасности чипов
05.06.2026. ПМЭФ: Кремниевая фотоника - Сбер представил ФИС
04.06.2026. Анатолий Корсаков генеральный директор «Трамплин Электроникс» в интервью подкасту «Знай наших»
04.06.2026. В ЕС спохватились – без ИИ и микросхем не будет и суверенитета
03.06.2026. Первый вице-премьер Денис Мантуров о микроэлектронике и РЗЭ в интервью КоммерсантЪ
03.06.2026. Ученые из Японии и США разработали кремниевый спинтронный p-бит
02.06.2026. Минпромторг выделит еще 2 млрд на импортзамещение оборудования для эпитаксии
02.06.2026. SK Hynix намерена удвоить мощности производства на кремниевых пластинах в ближайшие 5 лет
02.06.2026. Форум "Микроэлектроника 2026", обсуждая программу, - пьезо- и сегнетоэлектрические материалы
01.06.2026. Samsung начала распространять новые модули HBM для отдельных клиентов
29.05.2026. Процессорный модуль E2C3-COM на Эльбрус-2С3 включен в реестр
28.05.2026. Сколтех собирается запустить контрактное производство фотонных чипов по технологии «кремний на изоляторе»
28.05.2026. Японский госфонд JIC может продать производителя фоторезистов JSR спустя два года после его покупки
26.05.2026. Еврокомиссия предложила на время смягчить санкции в отношении китайской компании, чтобы спасти свой автопром
26.05.2026. Еврокомиссия предложила на время смягчить санкции в отношении китайской компании, чтобы спасти свой автопром
25.05.2026. Китайская Huawei обещает повысить плотность размещения транзисторов на кристалле до «эквивалента 1.4 нм»
10.07. SpaceX Gen3 - все более грандиозная программа
10.07. Корпоративные сети бизнеса в 2026 году - аналитический обзор
10.07. Fab2 – фаб фабов или как гаражный проект стал бизнесом, востребованным в отрасли
10.07. Micron увеличивает заявленные инвестиции в США до $250 млрд
09.07. МТС установил систему видеонаблюдения в ЖК в центре Благовещенска
08.07. SpaceX запустила первый в мире коммерческий спутник с бета-вольтаическим источником энергии
08.07. Yadro объявляет о начале приема на совместные программы с МФТИ, ИТМО, МИЭТ и ВШЭ
08.07. Мошенники продолжают звонить – 26% от нежелательных вызовов приходятся на 5 регионов
08.07. МегаФон расширил сеть в Новоаннинском районе Волгоградской области
08.07. Билайн запустил новые БС 4G в пригороде Самары и в селах области
07.07. МегаФон объединил программных роботов на единой платформе Zephyr
07.07. Минцифры собирается решить проблему доступа к земельным участкам «по-китайски»
07.07. Элемент будет готовить кадры по микроэлектронике во Вьетнаме
10.07. Realme Narzo 100x 5G с батареей 8000 мАч и 144 Гц-дисплей представят 15 июля
10.07. HMD Arc 2 - бюджетник с улучшенным процессором и минимальными изменениями
10.07. Redmi Note 17 Pro – 9000 мАч, 5-летняя защита аккумулятора и бесплатная замена батареи
09.07. Появились первые слухи о Vivo V80 – дисплей 144 Гц, батарея 7200 мАч и перископная камера
09.07. Характеристики iQOO Z11 для Индии будут отличаться от глобальной версии
08.07. Nothing Ear (3a) – бюджетные наушники с записью разговоров и 42 часами автономност
08.07. Nothing Phone (4b) – доступный смартфон с большой батареей и фирменным дизайном
08.07. Honor Robot Phone может выйти в августе 2026 года
07.07. Vivo Y500 дебютировал на глобальном рынке с батареей 8100 мАч
07.07. Moto G77 Power официально представлен перед релизом 8 июля
07.07. Раскрыты ключевые характеристики Vivo X300e – АКБ 7100 мАч, перископный зум и плоский экран
06.07. Samsung Galaxy Jump 5 – операторский аппарат на базе Galaxy A27 5G
06.07. Vivo Pad 5c – доступный планшет с 144 Гц, Snapdragon 8s Gen 3 и батареей 10 000 мАч
03.07. Huawei Band 11, Band 11 Metal и Band 11 Pro – доступные фитнес-браслеты с AMOLED-экранами и GNS
03.07. Данные о Samsung Galaxy A18 показали обновление стратегии и отказ от Exynos
02.07. Redmi K90 Ultra получил Snapdragon 8 Elite, активное охлаждение и батарею 8550 мАч
02.07. Nothing Phone (4b) – дата анонса, ключевые характеристики и дизайн
01.07. Ключевые характеристики Samsung Galaxy Z Fold8 раскрыты до анонса
01.07. OnePlus N6 дебютировал в Индии: 8000 мАч, Dimensity 6360 Max и цена от $243
01.07. В iPhone 2027 экраны останутся прежними — 60 Гц у iPhone 18e и 120 Гц у остальных