Cos'è il nitruro di gallio?

Il nitruro di gallio è un semiconduttore binario a banda proibita diretta III / V adatto per transistor ad alta potenza in grado di funzionare ad alte temperature. Dagli anni '90 è stato comunemente utilizzato nei diodi a emissione di luce (LED). Il nitruro di gallio emette una luce blu utilizzata per la lettura del disco in Blu-ray. Inoltre, il nitruro di gallio viene utilizzato in dispositivi di potenza a semiconduttore, componenti RF, laser e fotonica. In futuro, vedremo GaN nella tecnologia dei sensori.

Nel 2006, i transistor GaN in modalità di miglioramento, a volte indicati come GaN FET, hanno iniziato a essere prodotti facendo crescere un sottile strato di GaN sullo strato AIN di un wafer di silicio standard utilizzando la deposizione di vapore chimico organico metallico (MOCVD). Lo strato AIN funge da buffer tra il substrato e GaN.
Questo nuovo processo ha consentito di produrre transistor di nitruro di gallio nelle stesse fabbriche esistenti del silicio, utilizzando quasi gli stessi processi di produzione. Utilizzando un processo noto, ciò consente costi di produzione simili e bassi e riduce la barriera all'adozione di transistor più piccoli con prestazioni notevolmente migliorate.

Per spiegare ulteriormente, tutti i materiali semiconduttori hanno quello che viene chiamato un bandgap. Questa è una gamma di energia in un solido in cui non possono esistere elettroni. In poche parole, un bandgap è correlato alla capacità di un materiale solido di condurre l'elettricità. Il nitruro di gallio ha un bandgap di 3,4 eV, rispetto al bandgap di 1,12 eV del silicio. Il band gap più ampio del nitruro di gallio significa che può sostenere tensioni e temperature più elevate rispetto ai MOSFET al silicio. Questo ampio intervallo di banda consente di applicare nitruro di gallio a dispositivi optoelettronici ad alta potenza e ad alta frequenza.

La capacità di operare a temperature e tensioni molto più elevate rispetto ai transistor all'arseniuro di gallio (GaAs) rende anche gli amplificatori di potenza ideali per il nitruro di gallio per dispositivi a microonde e terahertz (ThZ), come imaging e rilevamento, il mercato futuro menzionato sopra. La tecnologia GaN è qui e promette di migliorare tutto.

 


Tempo post: ottobre-14-2020