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
01.08. [Новинки] Анонсы: Vivo T4R представлен официально / MForum.ru
01.08. [Новинки] Слухи: Игровой смартфон Infinix GT 30 5G+ готовится к анонсу / MForum.ru
01.08. [Новинки] Слухи: iQOO Z10 Turbo + будет оснащен литий-ионным аккумулятором емкостью 8000 мАч / MForum.ru
01.08. [Новинки] Слухи: Samsung Galaxy A17 замечен на рендерах / MForum.ru
31.07. [Новинки] Анонсы: HMD FC Barcelona 3210 – телефон с ИИ для фанатов Barça / MForum.ru
29.07. [Новинки] Анонсы: Vivo Y400 на базе Snapdragon 685 представлен в Индонезии / MForum.ru
28.07. [Новинки] Анонсы: itel Super Guru 4G Max – кнопочный телефон с искусственным интеллектом для Индии / MForum.ru
25.07. [Новинки] Анонсы: Realme 15 с АКБ 7000 мАч и быстрой зарядкой 80 Вт представлен официально / MForum.ru
25.07. [Новинки] Анонсы: Realme 15 Pro с Snapdragon 7 Gen 4 и тремя 50 Мп камерами представлен официально / MForum.ru
25.07. [Новинки] Анонсы: Honor Pad X7 с Android 15 представлен официально / MForum.ru
24.07. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi 15C 5G / MForum.ru
24.07. [Новинки] Анонсы: Realme Narzo 80 Lite 4G представлен официально / MForum.ru
23.07. [Новинки] Слухи: Vivo V60 могут анонсировать 12 августа / MForum.ru
23.07. [Новинки] Слухи: Redmi Turbo 5 может получить Dimensity 8500 Ultra / MForum.ru
22.07. [Новинки] Анонсы: Oppo K13 Turbo и K13 Turbo Pro с активным охлаждением представлены официально / MForum.ru
22.07. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi Note 15 Pro + / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Samsung Galaxy F36 5G появился в Индии / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Vivo Y50 5G и Y50m 5G представлены официально / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Realme Buds T200 представлены официально / MForum.ru
18.07. [Новинки] Слухи: Tecno работает над Phantom Ultimate G Fold / MForum.ru