氧化镓芯片;尖端GaN铸造;氮化镓生长。
氧化镓芯片
国家可再生能源实验室(NREL),科罗拉多矿业学院,圣戈班晶体联手发展制造技术和设备基于一个名为氧化镓的新兴材料。
这项工作是一项为期三年的计划的一部分,被称为氧化为极端的操作环境项目电子设备,这是由美国能源部资助的。
我们的目标是开发低成本、all-oxide电路元素。这些设备能够承受高温、腐蚀性大气和机械应力。应用包括汽车、能源系统、电力设备等。
还在研发、水晶β氧化镓是一种很有前途的宽禁带半导体材料,用于功率半导体元件的应用。氧化镓有大量的能带隙4.8 - -4.9 eV高细分领域8 MV /厘米。身材高电压的技术优点,硅的3000多倍,超过8倍碳化硅(SiC),超过4倍的氮化镓(GaN)。
氧化镓仍处于起步阶段。能源部项目正在开展一系列活动,包括氧化镓晶体生长,提高氧化镓单晶晶片的制造,设备制造。
尖端GaN铸造
HRL实验室已经发布了多项目晶片(”)为其新的时间表尖端GaN铸造技术在2021年和2022年。
HRL的T3 GaN单片微波集成电路(MMIC)技术特性40 nm门截止频率高的长度(英尺= 200 ghz)、高击穿电压(> 50 v)和低导通电阻(Ron ohm.mm p < 0.9)。
在射频GaN,最先进的门长度是90海里左右,也就是说,直到现在。供应商主要航运甘射频芯片与长度0.5 0.15µmµm门。氮化镓III-V材料,也是一种宽禁带技术,是指一个电子所需要的能量,以使其摆脱轨道。氮化镓的能带隙3.4 eV,而硅1.1 eV。
GaN设备处理更多的权力比传统硅基器件具有更好的特色。甘还允许更高的瞬时带宽。
设计开发与低噪声功率放大器和低噪声放大器的数据,HRL的T3技术主要是用于ka波段频率和高(30兆赫到150兆赫)。应用包括无线通讯、高分辨率雷达成像,和许多其他人。
HRL的早期访问”项目,使客户开发高性能、低成本的氮化镓设备。休斯研究过程氮化镓晶片在一个10000平方英尺的ISO类4洁净室,是美国国防部委托铸造。
“有与美国国防部高级研究计划局合作成功完成三个女性”在过去的18个月里,我们打开这个铸造模型更频繁制造运行时,“Florian Herrault说GaN战略领导HRL,波音公司和通用汽车(General Motors)之间的研发风险。“铸造可用于大学和企业的任何大小。”
生长氮化镓
国家材料科学研究所(年来)和东京理工学院开发了一种技术生长氮化镓晶体用更少的比传统技术的缺陷。
在这种情况下,氮化镓是针对电力半导体器件。如上所述,氮化镓功率半决赛是基于wideband-gap技术,更有效的击穿电场强度高于硅。
在氮化镓,第一步是开发GaN基板,然后加工成设备。
开发GaN基板,供应商利用氮化镓单晶生长过程。在流动,气体原料喷射到基板上,但这一过程有时原子尺度缺陷的形成原因和混乱的晶体。由此产生的设备很容易泄漏,甚至伤害。
“为了解决这个问题,密集的努力已经开发两种晶体合成技术:ammonothermal方法和钠离子通量的方法,”据年来和东京理工学院。“在这两个方法,一个水晶是生长在一个解决方案包含原材料晶体生长。虽然Na通量方法已被证明是有效地减少混乱的形成,确定了一个新问题:生长晶体包含夹杂物(团溶液的成分)。”
作为回应,人员成长氮化镓晶体在涂层GaN-seed衬底与液态合金原料组成的晶体生长。这反过来阻止夹杂物被困在晶体生长。“此外,这项技术被发现有效的显著减少混乱的形成,导致合成高质量的晶体,”据年来和东京理工学院。”这种技术允许的制造高质量的氮化镓衬底在大约一小时内通过一个非常简单的过程。”
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