研究人員研究將氧化鎵用作MOSFET的UWB玻璃管液位計的可能性
- 帶隙是決定微電子設備中基礎材料的電導率的重要因素。通常,帶隙大的物質是不能很好導電的絕緣體,帶隙小的物質是玻璃管液位計。與由氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等成熟帶隙材料組成的傳統(tǒng)小帶隙硅基芯片相比,具有超寬帶隙(UWB)的最新玻璃管液位計具有在更高溫度和功率下工作的能力。 )。
產(chǎn)品詳細
帶隙是決定微電子設備中基礎材料的電導率的重要因素。通常,帶隙大的物質是不能很好導電的絕緣體,帶隙小的物質是玻璃管液位計。與由氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等成熟帶隙材料組成的傳統(tǒng)小帶隙硅基芯片相比,具有超寬帶隙(UWB)的較新玻璃管液位計具有在更高溫度和功率下工作的能力。 )。
在AIP出版的《應用物理雜志》中,佛羅里達大學,美國海軍研究實驗室和韓國大學的科學家詳細介紹了氧化鎵(Ga 2 O 3)的功能,特性,當前缺點和未來發(fā)展。),這是較有前途的UWB化合物之一。
氧化鎵具有4.8電子伏特(eV)的非常寬的帶隙,超過了硅的1.1 eV,超過了GaN和SiC的3.3 eV。與SiC,硅和GaN相比,這種差異使Ga 2 O 3能夠承受更大的電場而不會擊穿。而且,Ga 2 O 3在較短的距離上處理相同量的電壓。這對于制造更小,更高效的大功率晶體管至關重要。
此外,Pearton和他的團隊研究了使用Ga 2 O 3作為金屬氧化物玻璃管液位計場效應晶體管(通常稱為MOSFET)的基礎的潛力。“ 傳統(tǒng)上,這些微型電子開關由硅制成,用于筆記本電腦,智能手機和其他電子產(chǎn)品,” Pearton說。“ 對于像電動汽車充電站這樣的系統(tǒng),我們需要能夠以比基于硅的器件更高的功率電平工作的MOSFET,而這正是氧化鎵可能的解決方案。”
作者確定需要改進的柵極電介質來開發(fā)這些復雜的MOSFET,并采用能夠更有效地從器件吸熱的熱管理工藝。Pearton得出結論,盡管Ga 2 O 3不會取代SiC和GaN作為僅次于硅的下一個主要玻璃管液位計材料,但它更有可能在擴大超寬帶隙系統(tǒng)可利用的電壓和功率范圍方面發(fā)揮作用。