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:
02.10.2026. Поступления от техсбора на электронику дадут бюджету 11,673 млрд в 2027 году
01.10.2026. «Активная Фотоника» и «ПЛАНАР» объединяют технологии для высокоточных измерений на пластинах
01.10.2026. «Трамплин Электроникс» и «Норси-Транс» подписали соглашение о партнерстве
30.09.2026. 28 сентября 2026 года в сингапурском районе Тампинес открылся завод VSMC
30.09.2026. SK hynix и Intel обсуждают совместное использование завода в Огайо
29.09.2026. AMD наращивает инвестиции в ИИ
29.09.2026. НКК и НИИМА Прогресс договорились развивать российские инструменты САПР для СВЧ микросхем
29.09.2026. GS Nanotech на форуме «Микроэлектроника 2026»
29.09.2026. Средства от техсбора достанутся ООО «Интегральные системы»
24.09.2026. Российский микроконтроллер К1921ВГ1Т получил новое компактное исполнение
23.09.2026. Microsoft предоставит DARPA практический доступ к квантовой системе в новом центре в Мэриленде
22.09.2026. В Канаде создадут первое предприятие по производству квантовых полупроводников
21.09.2026. AMD впервые достигла капитализации $1 трлн
21.09.2026. Китайская CXMT объявила о запуске массового производства на базе новой платформы производства памяти DRAM
21.09.2026. На Тайване началось строительство нового индустриального парка передовой упаковки Baipu в Гаосюне
20.09.2026. Подразделение SK Hynix рассматривает возможность строительства производства NAND-флэш в США
20.09.2026. Applied Materials инвестирует $5 млрд в Индии в рамках поддержки проекта правительства Моди
22.10. Компания Texas Instruments прогнозирует выручку за 4q2026 выше ожиданий аналитиков
22.10. Samsung и SK Hynix модернизируют свои предприятия в Китае
22.10. «Аквариус» выходит на рынок Wi-Fi оборудования и ПО корпоративных беспроводных сетей
22.10. РКН поделилось данными о числе РЭС 5G в России
22.10. МТС отмечает рост спроса на видеонаблюдение на Ставрополье
22.10. МТС усилила сеть в Шимановске Амурской области
22.10. НИИМА «Прогресс» подал иск к Минпромторгу
21.10. Билайн и Binrobi предложат абонентам услуги связи, не требующие платежей
21.10. SpaceX показала улучшение финансовых показателей и готовится к запуску услуг D2D в начале 2028 года
21.10. T2 перевел в режим поддержки 5G 4093 объекта – данные РКН
21.10. Xona делает шаг к собственной навигационной сети: шесть спутников Pulsar выведены на LEO орбиту
21.10. МТС начала предоставлять услуги 5G 2100 МГц в отдельных районах Иркутска
21.10. Представители отрасли предлагают "откатить" ужесточение параллельного импорта
22.10. iPhone 18 получит новый дизайн камеры
22.10. Redmi Band 4 представлен в Китае – 21 день автономности и 5ATM за 169 юаней
22.10. Появились данные о Huawei Mate X8 – запуск в ноябре и новый чип Kirin
21.10. Coolpad Cool X Wide – первый широкоформатный смартфон бренда
21.10. Утечка об Oppo Reno X указывает на батарею 8000 мАч и двойную 200-МП камеру
21.10. Doogee Note60 W – широкоформатный смартфон в стиле Huawei Pura X View
20.10. HMD Vibe 2 Max раскрыт в утечке: 108 МП, 120 Гц и батарея 6000 мАч
20.10. Redmi K100 с батареей 10 000 мАч и Snapdragon 8 Elite выйдет 28 октября
20.10. Samsung Galaxy F70 5G с Exynos 1330 и 120 Гц оценен за 19 999 рупий
20.10. Apple работает над новым iPad mini – в базе регулятора появился чехол Smart Folio
19.10. Раскрыта емкость батареи Moto G47 Power
19.10. Tecno представила Spark 50s и Spark 50C – две новые модели с 120 Гц
19.10. OnePlus Ace 7 и Ace 7 Pro получат 200-МП камеры и перископ
19.10. Samsung может вернуть Exynos 2700 в Galaxy S27 Ultra из-за перегрева Snapdragon
16.10. Появились первые утечки о камерах Samsung Galaxy A58
16.10. HMD планирует уйти с некоторых рынков и сократить глобальное производство
16.10. Samsung начинает распространять обновление One UI 9 для Galaxy A27 и A37
16.10. Раскрыты подробности о 2K 185 Гц дисплее и игровых функциях iQOO Neo12
15.10. itel City 300 5G – 5G-смартфон с экраном 120 Гц за 14 999 рупий
15.10. Раскрыт список совместимых устройств и график обновления до Nothing OS 5.0