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»
16.09. Японцы вслед за США и Китаем освоили SiC 300 мм
16.09. Билайн Adtech представил новое поколение системы антифрода на базе машинного обучения
16.09. Минпромторг готовит новую стратегию развития микроэлектронной отрасли
16.09. МТС меняет дивидендную политику на более современный и активный вариант
16.09. МегаФон модернизировал сеть в селах Дагестана
16.09. МТС развернула базовую станцию на границе сел Смоленка и Карповка в Забайкальском крае
15.09. Китай начнет внедрение твердотельных аккумуляторов в автопром с 2027 года
15.09. МегаФон предоставил всем абонентам возможность бесплатно опробовать опцию «5G режим»
15.09. Билайн развернул сеть 4G/LTE на «VOLGA Арене» в Нижнем Новгороде
15.09. МТС усилила сеть LTE в Щиграх Курской области отечественными базовыми станциями
15.09. YADRO и СПбПУ расширили лабораторию для молодых программистов
14.09. Getmobit запускает производство кастомизируемых российских блоков питания для реестровой продукции
14.09. МегаФон и YADRO запустили 5G на российском оборудовании
14.09. Абоненты МегаФон в дачных товариществах в Чечне получили скорости передачи данных до 75 Мбит/с
14.09. МТС и «ИРТЕЯ» подключили российскую базовую станцию 5G к ядру коммерческой сети LTE в Екатеринбурге
16.09. Xiaomi Pad 9 и Pad 9 Pro представлены в Китае - экран 3.2K@144 Гц и чипы Snapdragon
16.09. Samsung тихо выпустила Galaxy A18 в Европе – Exynos 1610 и цена €280
15.09. Tecno показала концепт безрамочного смартфона на базе Camon Slim 5G
15.09. Honor Play 11 с АКБ 8300 мАч, защитой IP69K и ценой от $195 представлен в Китае
15.09. Samsung представила OLED-дисплей M16 с яркостью 10 000 нит
14.09. Серия Honor Magic 9 получит 3 модели, в том числе с АКБ до 11 000 мАч
14.09. Samsung начала продавать восстановленные Galaxy S26 и S26 Ultra в Индии
14.09. Vivo Buds с 50 часами работы и 42 мс задержкой за $20 представлены в Индии
11.09. HMD возрождает бренд Asha - представлен бюджетный смартфон Asha 30
11.09. Apple представила AirPods 5 – улучшенное шумоподавление и Live Translation
11.09. Apple представила Watch Series 12 и Watch Ultra 4 – новый чип S11 и рекордная автономность
10.09. Apple представила iPhone 18 Pro и 18 Pro Max: 2-нм чип A20 Pro и камера с переменной диафрагмой
10.09. Apple iPhone Duo – первый складной смартфон Apple оценен в $1999
10.09. Realme представит 16 Pro и Buds T500 Pro в стилистике вселенной Гарри Поттера
10.09. Tecno Camon Slim 5G получил корпус толщиной 6.39 мм, 144 Гц AMOLED-экран и АКБ 6000 мАч
09.09. Xiaomi Pad 9 Pro Max – флагманский планшет на Xring O3 с 13.3" 144 Гц и 12000 мАч
09.09. Oppo A7 Pro с АКБ 8000 мАч, зарядкой 45 Вт и ценой от $330 представлен в Китае
09.09. Infinix Xpad 30 Pro с 2.5K-экраном и АКБ 8200 мАч представлен глобально
08.09. Samsung Galaxy A07s – доступный смартфон с шестью годами обновлений
08.09. Xplora Go Pad – планшет для детей с упором на родительский контроль