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:

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. В Южной Корее призвали технологические компании делиться «избыточной прибылью» от ИИ с поставщиками и сотрудниками

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

27.05.2026. С 27 мая в России ограничен параллельный импорт компьютерной техники и комплектующих ряда производителей, включая Acer, Asus, HP, Samsung, Intel, Toshiba и ряда других брендов

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»

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 1 ms, lookup=0 ms, find=1 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

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. Yadro выпустило инструменты Kornfeld.Satellites для упрощения подключения коммутаторов Kornfeld к системам мониторинга сети

09.07. МТС установил систему видеонаблюдения в ЖК в центре Благовещенска

09.07. В лаборатории кибербезопасности Servicepipe выявили новый способ атаки, позволяющий обходить механизмы двухфакторной аутентификации

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

Все статьи >>


Новости

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