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。 )。
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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品,” Pearton說。“ 對于像電動汽車充電站這樣的系統,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可利用的電壓和功率范圍方面發揮作用。