Микроэлектроника: Оксид галлия - полупроводник со сверхширокой запрещенной зоной

MForum.ru

Микроэлектроника: Оксид галлия - полупроводник со сверхширокой запрещенной зоной

07.01.2019, MForum.ru


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, MForum.ru


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. Китайская Lisuan выпустила 6-нм игровой GPU - конкурент RTX 4060 с полностью самостоятельной архитектурой

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. Третий по величине китайский производитель микросхем Nexchip повысит цены на 10% с июня, вслед за SMIC и Hua Hong

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

11.03. Applied Materials объединяет усилия с Micron и SK Hynix для разработки DRAM, HBM и NAND следующего поколения

10.03. Salience Labs представила полностью оптический 32-портовый коммутатор для сетей ИИ-ЦОД

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 2 ms, lookup=0 ms, find=2 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

06.05. Индия дозрела до собственной низкоорбитальной группировки

06.05. В Аналитическом центре GS Group оценили российский рынок ноутбуков и мониторов в 1q2026

06.05. Мировой рынок полупроводников в 2025 году вырос на 26% до $796 млрд

06.05. T2 импортзаместила решение PCRF разработкой Bercut

06.05. Билайн в Костромской области - покрытие 4G расширено в семи деревнях

06.05. Сеть 4G МегаФон запущена с использованием нового оборудования в селе Берт-Даг в Тыве

06.05. МТС в Магаданской области - indoor-покрытие LTE развернуто в аэропорту Магадана

05.05. Спутниковая связь с низкой орбиты - дайджест

05.05. SEMI сообщает о росте мировых поставок кремниевых пластин на 13% в годовом исчислении в 1q2026

05.05. Cerebras планирует привлечь $3.5 млрд в ходе IPO

05.05. МегаФон в Ставропольском крае - связь улучшена на маршруте Минеральные Воды - Кисловодск

05.05. Минцифры сочло маркировку решений на основе открытого кода преждевременной

05.05. Билайн назвал лидеров рейтинга ИИ в России

05.05. Selectel займется ИИ еще более активно

05.05. С 5 по 9 мая мобильный интернет в столице могут ограничивать не только в центре

Все статьи >>


Новости

06.05. Honor Play 80 Plus – 7500 мАч, Snapdragon 4 Gen 4 и AI-кнопка за $249

06.05. Samsung Galaxy S27 Ultra получит переменную диафрагму в основной камере?

06.05. Samsung Galaxy A27 – круглый вырез камеры, Snapdragon 6 Gen 3 и 12 МП фронталка

05.05. Xiaomi Smart Band 10 Pro – 1.74" AMOLED, алюминиевый корпус и 21 день работы

05.05. iQOO 15T – 200 МП камера, 8000 мАч, 100 Вт и Dimensity 9500

05.05. Lenovo Legion Y70 (2026) – 2K-экран, 8000 мАч и SD 8 Gen 5

04.05. 7 мая представят Huawei Nova 15 Max – 8500 мАч, 50 МП RYYB и AMOLED

04.05. Moto G47 – 108 МП камера, FHD+ 120 Гц, Dimensity 6300 и защита MIL-STD-810H

04.05. iPhone Pro (2027) –изогнутый с 4-х сторон экран и подэкранная камера?

30.04. Tecno Spark 50 Pro 5G – Helio G100 Ultimate, 60 Вт и дизайн от Pova Curve 2

30.04. Официальные рендеры Moto G87 раскрывают 200 МП камеру, OLED-экран и дизайн как у G86

29.04. Poco C81 Pro – 6.9" 120 Гц, 6000 мАч и Unisoc T7250 за $99

29.04. Vivo TWS 5i – 50 часов работы, DeepX 3.0 и Bluetooth 5.4 за 17 долларов

29.04. Vivo Y600 Pro получил АКБ 10 200 мАч с зарядкой 90 Вт и IP69 при толщине 8.25 мм

29.04. Vivo Y600 Pro получил АКБ 10 200 мАч с зарядкой 90 Вт и IP69 при толщине 8.25 мм

28.04. Huawei Mate XT 2 – тройной складной смартфон с Kirin 9050 Pro и батареей 6000+ мАч

28.04. Geekbench раскрыл детали о Xiaomi 17T – Dimensity 8500, 12 ГБ RAM и Android 16

28.04. Vivo Y500s – 7200 мАч, IP68/IP69 и 50 МП камера за 265 долларов

27.04. Poco C81 и C81x – два бюджетных 4G-смартфона с 120 Гц, большими батареями и ценой от 105 долларов

27.04. Infinix GT 50 Pro – игровые триггеры, Dimensity 8400 Ultimate и жидкостное охлаждение за 406 долларов