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:
14.06. [Новости компаний] Микроэлектроника: В Китае впервые выделили рубидий из хлорида калия / MForum.ru
14.06. [Новости компаний] Микроэлектроника: AMD заявляет, что ее новые чипы ИИ могут превзойти чипы Nvidia / MForum.ru
09.06. [Новости компаний] Базовые станции: Иртея будет получать микросхемы Микрон в рамках форвардного контракта / MForum.ru
05.06. [Новости компаний] Микроэлектроника: GlobalFoundries увеличивает инвестиционные планы до $16 млрд / MForum.ru
05.06. [Новости компаний] Микроэлектроника: Чипы Nvidia демонстрируют успехи в обучении крупнейших AI / MForum.ru
20.06. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi K80 Ultra / MForum.ru
20.06. [Новинки] Слухи: Honor Magic V5 может стать самым тонким складным смартфоном в мире / MForum.ru
19.06. [Новинки] Анонсы: Глобальная версия Oppo Reno 14 5G представлена в Японии / MForum.ru
19.06. [Новинки] Анонсы: Oppo Reno 13A для японского рынка представлен официально / MForum.ru
19.06. [Новинки] Анонсы: Бюджетный смартфон iQOO Z10 Lite официально представлен в Индии / MForum.ru
18.06. [Новинки] Анонсы: Fujitsu Arrows F-51F представлен официально / MForum.ru
17.06. [Новинки] Слухи: Раскрыты основные подробности о Redmi K Pad / MForum.ru
17.06. [Новинки] Анонсы: Trump Mobile T1 представлен официально / MForum.ru
17.06. [Новинки] Анонсы: Анонсирован Realme Narzo 80 Lite 5G с Dimensity 6300 и аккумулятором 6000 мАч / MForum.ru
17.06. [Новинки] Анонсы: Infinix представил смартфоны серии Smart 10 / MForum.ru
16.06. [Новинки] Слухи: Планшет OnePlus Pad Lite будет базироваться на Helio G100 SoC / MForum.ru
13.06. [Новинки] Слухи: Предсказана производительность бенчмарков Qualcomm Snapdragon 8 Elite 2 / MForum.ru
13.06. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi K Pad / MForum.ru
13.06. [Новинки] Слухи: Vivo T4 Lite готовится к анонсу / MForum.ru
11.06. [Новинки] Слухи: OnePlus Nord 5 и Nord CE5 могут представить 8 июля / MForum.ru
11.06. [Новинки] Слухи: Появились фото Nothing Phone (3) / MForum.ru
11.06. [Новинки] Анонсы: Honor X6c дебютирует с дисплеем 120 Гц и Helio G81 Ultra / MForum.ru
10.06. [ПО] Анонсы: iOS 26 анонсирована с новым дизайном Liquid Glass, обновленным приложением Visual Intelligence и Games / MForum.ru
10.06. [Новинки] Слухи: Раскрыт дизайн и некоторые спецификации Vivo Y400 Pro / MForum.ru
09.06. [Новинки] Анонсы: Представлен бюджетный 5G-смартфон Vivo Y300c / MForum.ru