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:
06.01. [Новости компаний] Микроэлектроника: AMD на CES 2026 - ИИ повсюду и вызов Nvidia / MForum.ru
04.01. [Новости компаний] Силовая электроника: Чипы на SiC и GaN на пластинах 200 и 300 мм - главные тренды 2025 года / MForum.ru
04.01. [Новости компаний] Микроэлектроника: Правительство США вернуло разрешения TSMC, Samsung и SK Hynix на закупку американского оборудования для заводов компаний в Китае, но есть нюанс / MForum.ru
04.01. [Новости компаний] Микроэлектроника: Китайская Biren успешно разместилась на Гонконгской фондовой бирже / MForum.ru
01.01. [Новости компаний] Микроэлектроника: Орбитальное производство полупроводников – британская Space Forge получила плазму в условиях автономного коммерческого спутника / MForum.ru
06.02. [Новинки] Слухи: Oppo готовит два разных Find X9s, один для Китая, второй мирового рынка / MForum.ru
06.02. [Новинки] Слухи: опубликованы официальные рендеры Pixel 10a в новом цвете Lavender / MForum.ru
06.02. [Новинки] Слухи: Oppo готовит K14 Turbo и K14 Turbo Pro с активным охлаждением и чипом Dimensity 9500s / MForum.ru
05.02. [Новинки] Анонсы: iQOO 15 Ultra — первый смартфон бренда с активным охлаждением и статусом «Ultra» / MForum.ru
05.02. [Новинки] Слухи: На рендерах показан дизайн Galaxy Buds 4 и Buds 4 Pro с прозрачной крышкой кейса / MForum.ru
05.02. [Новинки] Слухи: Vivo X300 Ultra получит две камеры на 200 Мп и батарею 7000 мАч / MForum.ru
04.02. [Новинки] Слухи: Зачем планшетам и часам свой отдельный анонс? / MForum.ru
04.02. [Новинки] Анонсы: TCL K70 - стратегия выживания в нише «неубиваемых» бюджетников / MForum.ru
03.02. [Новинки] Слухи: POCO делает ставку на сверхъёмкие батареи / MForum.ru
03.02. [Новинки] Слухи: Redmi K Pad 2 получит флагманский чип и батарею 9000 мАч / MForum.ru
03.02. [Новинки] Слухи: Samsung Galaxy F70e с акцентом на дизайн и автономность дебютирует 9 февраля / MForum.ru
02.02. [Новинки] Слухи: OnePlus 16 и Reno 16: как два бренда одной группы готовят радикально разные революции / MForum.ru
02.02. [Новинки] Анонсы: Представлены Redmi Buds 8 Pro с коаксиальными драйверами и шумодавом 55 дБ за $57 / MForum.ru
02.02. [Новинки] Анонсы: Redmi Turbo 5 Max «бюджетный флагман» с батареей на 9000 мАч и ценой от $359 / MForum.ru
30.01. [Новинки] Анонсы: Motorola представила Moto G17 и G17 Power / MForum.ru
30.01. [Новинки] Слухи: Рендеры Samsung Galaxy A57 и A37 показали минимум внешних изменений / MForum.ru
29.01. [Новинки] Анонсы: Vivo Y31d – 4G-смартфон с батареей-рекордсменом и защитой IP69+ / MForum.ru
29.01. [Новинки] Анонсы: Motorola G77 и G67 обновляют канон доступных «рабочих лошадок» / MForum.ru
28.01. [Новинки] ПО: Apple ставит рекорд поддержки – 13-летний iPhone 5s получил критическое обновление в 2026 году / MForum.ru
28.01. [Новинки] Слухи: iQOO готовит 15R с чипом 3 нм и рекордом Antutu / MForum.ru