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
26.12. [Новинки] Анонсы: Xiaomi 17 Ultra – флагман с 200 Мп зумом и Leica-версией с механическим кольцом / MForum.ru
26.12. [Новинки] Слухи: Samsung готовит анонс Galaxy A07 5G с увеличенной батареей / MForum.ru
26.12. [Новинки] Анонсы: Xiaomi Watch 5 – умные часы с «мышечным» управлением и двумя чипами / MForum.ru
25.12. [Новинки] Анонсы: Honor тихо выпустила в Китае супербюджетный смартфон Play 10A / MForum.ru
25.12. [Новинки] Слухи: Nubia подтверждает работу над новым ультратонким игровым смартфоном RedMagic 11 Air / MForum.ru
24.12. [Новинки] Анонсы: TCL анонсировала планшет для цифровых заметок с экраном, имитирующим бумагу / MForum.ru
24.12. [Новинки] Анонсы: Honor раскрывает детали камер для новых игровых смартфонов серии Win / MForum.ru
24.12. [Новинки] Анонсы: Samsung готовит обновление камер в Galaxy A37 и A57 / MForum.ru
23.12. [Новинки] Анонсы: Huawei Nova 15 – баланс для повседневных задач / MForurm.ru
23.12. [Новинки] Анонсы: Huawei представила Nova 15 Pro и Ultra с акцентом на фотографию и автономность / MForum.ru
22.12. [Новинки] Анонсы: Huawei представляет MatePad 11.5 (2026) – планшет с антибликовым экраном для учёбы / MForum.ru
22.12. [Новинки] Слухи: Realme готовит преемника Neo7 с гигантской батареей и флагманским чипом / MForum.ru
22.12. [Новинки] Слухи: OnePlus работает над серией Turbo с АКБ до 9000 мАч / MForum.ru
22.12. [Новинки] Слухи: Honor готовит три новых устройства флагманской линейки Magic 8 / MForum.ru
19.12. [Новинки] Анонсы: Redmi выводит на глобальный рынок Pro-версии Note 15 / MForum.ru
19.12. [Новинки] Анонсы: Redmi представила глобальную серию Note 15 в вариантах 5G и 4G / MForum.ru
19.12. [Новинки] Слухи: Honor готовит компактный флагман, утечка раскрыла ключевые детали Magic 8 Slim / MForum.ru
18.12. [Новинки] Анонсы: Apple вернёт MagSafe в бюджетный iPhone / MForum.ru
18.12. [Новинки] Анонсы: Honor Magic 8 Pro дебютирует в Европе с рекордной поддержкой и ценой от €1099 / MForum.ru
18.12. [Новинки] Анонсы: Представлен OnePlus 15R – глобальная версия игрового флагмана / MForum.ru