Vertikaalinen tehotransistori galliumoksidista

Cornellin yliopiston insinöörit ovat tehneet läpimurtoa puolijohdekomponenttien tutkimuksessa, tavalla joka tarjoaa mahdollisuuksia suuritehoisiin elektronisiin sovelluksiin sekä pienentyneeseen tehonkulutukseen.

Tutkimus on tuottanut metalli eriste puolijohde kenttävaikutus transistoreja (MISFET) ennätysmäisellä suorituskyvyllä käyttämällä uutta materiaalia.

Viime aikoina galliumoksidi on noussut halutuksi materiaaliksi puolijohteille suuritehoisissa sovelluksissa. Sen pääominaisuudet - yli neljä kertaa piin laajuinen kaistanleveys ja laajojen täydellisten kiteiden saatavuus - tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon suuritehoiselle piielektroniikalle.

Elektroniikan ja tietotekniikan (ECE) ja materiaalitekniikan (MSE) professorit Huili (Grace) Xing ja Debdeep Jena esittivät joukon näistä havainnoista äskettäin pidetyssä Compound Semiconductor Week -kokouksessa (CSW).

Transistorin avaustyyppinen toiminta on halutuin kytkentämuoto metallioksidi puolijohde transistoreissa. Tällöin piiri on "off" tilassa ilman ohjusta ja näin vältetään tehoelektroniikkasovelluksissa katastrofaalisen tilanne jos ohjaus menetetään.

Tutkijaryhmä käytti hydridihöyryfaasiepitaksiaa 10-mikronin piiseostetun galliumoksidin kerroksen saostamisen galliumoksidi yksikiteiselle alustalle.

Tutkijoiden menetelmät ja mittaukset tuottivat pystysuuntaiseen tehokkaan avausmoodin MISFET:n, jonka läpilyöntijännite on yli 1 000 volttia ja piirin jolla on houkutteleva päälle/pois-suhde. Tutkimustyön mukaan galliumoksidin odotettu kriittinen sähkökenttä ylittää piin ja galliumnitridin, joten tutkijoiden mukaan MISFET voisi olla hyvä rankkojen olosuhteiden elektroniikalle.

Tarkempia teknisiä saavutuksia löytyy tutkimusselosteesta "Enhancement-Mode Ga2O3Vertical Transistors With Breakdown Voltage 1 kV ".