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:

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

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

В форуме нет сообщений.

Новое сообщение:
Complete in 7 ms, lookup=0 ms, find=7 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:

Подписка:

Подписаться
Отписаться


Новости

11.07. [Новинки] Анонсы: Infinix представил смартфоны Hot 60 Pro+ и Hot 60 Pro / MForum.ru

11.07. [Новинки] Анонсы: Samsung Galaxy Z Fold 7 – большое обновление линейки Z Fold / MForum.ru

10.07. [Новинки] Анонсы: Samsung Galaxy Z Flip 7 FE первый складной смартфон серии FE / MForum.ru

10.07. [Новинки] Анонсы: Складной смартфон Samsung Galaxy Z Flip 7 представлен официально / MForum.ru

10.07. [Новинки] Анонсы: Смартфоны Tecno серии Spark 40 представлены официально / MForum.ru

09.07. [Новинки] Анонсы: OnePlus Nord CE5 с АКБ 7100 мАч представлен официально / MForum.ru

09.07. [Новинки] Анонсы: Представлен OnePlus Nord 5 c 6,83-дюймовой AMOLED-матрицей и сенсором LYT-700 / MForum.ru

08.07. [Новинки] Анонсы: Honor X9c 5G представлен официально / MForum.ru

08.07. [Новинки] Слухи: Honor X70 получит АКБ емкостью 8300 мАч / MForum.ru

07.07. [Новинки] Анонсы: Itel City 100 представлен официально / MForum.ru

07.07. [Новинки] Слухи: Infinix Hot 60 5G + оснастят One-Tap AI Button / MForum.ru

04.07. [Новинки] Слухи: Аксессуары для Samsung Galaxy Z Flip 7 показали на рендерах / MForum.ru

03.07. [Новинки] Анонсы: Moto G100 Pro с MediaTek Dimensity 7300 и АКБ 6720 мАч представлен официально / MForum.ru

03.07. [Новинки] Анонсы: Infinix Hot 60i с AI-функциями представлен официально / MForum.ru

03.07. [Новинки] Анонсы: Tecno представила 3 смартфона серии Spark 40 / MForurm.ru

02.07. [Новинки] Cлухи: Появились подробности о Google Pixel 10 Pro и Google Pixel 10 Pro XL / MForum.ru

02.07. [Новинки] Анонсы: Nothing Phone (3) с Glyph Matrix представлен официально / MForum.ru

01.07. [Новинки] Слухи: Moto G96 5G может быть представлен 9 июля / MForum.ru

01.07. [Новинки] Слухи: Появились данные о размере батареи Redmi Turbo 5 Pro / Poco F8 / MForum.ru

30.06. [Новинки] Анонсы: Xiaomi Watch S4 41 мм и Band 10 представлены официально / MForum.ru