14.05.2008

Создан новый тип транзисторов на основе нитрида галлия

Американскому учёному китайского происхождения Хуану Вэйсяо (Weixiao Huang) впервые удалось создать рабочий транзистор, построенный на основе нитрида галлия (GaN). По мнению экспертов, промышленное использование этого материала открывает большие перспективы для микроэлектроники — чипы на его основе будут потреблять меньше энергии и повысится общая эффективность электронных схем.

Кремний, который десятки лет властвует в полупроводниковой индустрии, не вполне удовлетворяет современным требованиям по целому ряду показателей. Именно поэтому инженеры ведут поиск возможностей создания транзисторов на альтернативной основе. В том числе с использованием GaN.

Новый материал обладает высокой термической, химической и даже радиационной стойкостью. Он также обеспечивает хорошую теплопроводность, которая снимает многие проблемы охлаждения рабочей области микросхемы. А что особенно важно, у нитрида галлия более высокая электропроводность, чем у кремния. Всё это теоретически позволяет создать на его основе высокочастотные и высокотемпературные транзисторы, да ещё и работающие в крайне неблагоприятных условиях.

В последние годы интерес к GaN значительно вырос в связи с успехами в получении качественных слоёв и диодов на его основе. Так, в январе этого года группа исследователей из университета Ноттингема (University of Nottingham) во главе с Сергеем Новиковым опубликовала в журнале Semiconductor Science and Technology отчёт о получении толстых (до 60 микрометров) слоёв кубического галлия.

Тем не менее работоспособный транзистор на основе GaN до сих пор сделать не удавалось. Разработка Хуана – первый полупроводниковый прибор в мире, построенный по этой технологии.

Результаты проведённых измерений показали, что технические характеристики устройства значительно превосходят аналогичные параметры энергопотребления, размерности и удельной мощности (power density) у полевых кремниевых транзисторов, на которых в основном и построена вся современная цифровая техника.

"Теперь электронику можно применять в тех областях, где это раньше было невозможно", — радуется американо-китайский изобретатель. Он также мечтает о том, что замена кремниевых микросхем на галлий-нитридные позволит сократить потребление ископаемых ресурсов и вредные выбросы в атмосферу Земли.

Источники:

1. MEMBRANA