Przełom w technologii tlenku galu. Nowy tranzystor MOSFET przekroczył barierę 1 A
Chińska firma Jiachi Power Technology opracowała pionowy tranzystor MOSFET z tlenku galu, który osiągnął prąd przewodzenia 1,2 A oraz napięcie przebicia przekraczające 900 V. Według producenta jest to pierwsze na świecie urządzenie tego typu, które przekroczyło barierę 1 A.
Tlenek galu (Ga₂O₃) uznawany jest za jeden z najbardziej obiecujących materiałów w energoelektronice nowej generacji. Dzięki bardzo szerokiej przerwie energetycznej, wysokiej wytrzymałości na przebicie elektryczne oraz potencjalnie niskim stratom przewodzenia może znaleźć zastosowanie w urządzeniach pracujących przy wysokich napięciach i wymagających dużej sprawności energetycznej.
Do tej pory trudności związane z uzyskaniem stabilnego domieszkowania typu p ograniczały rozwój tej technologii. Jak podaje serwis TrendForce, firma Jiachi Power Technology z Szanghaju poinformowała o zakończeniu pierwszego etapu produkcji i weryfikacji swoich układów. Opracowany tranzystor wykorzystuje autorską konstrukcję komórek MOSFET i struktur brzegowych, pozwalających na precyzyjne kontrolowanie rozkładu pola elektrycznego wewnątrz urządzenia.
Istotnym elementem projektu jest również opracowany przez firmę proces samowyrównującej implantacji jonowej, wykorzystywany do formowania kanału tranzystora. Rozwiązanie to ma poprawiać precyzję wytwarzania struktur półprzewodnikowych i jednorodność domieszkowania.
TrendForce informuje, że tranzystor osiągnął prąd przewodzenia rzędu 1,2 A, napięcie progowe 3,9 V oraz jednostkową rezystancję w stanie przewodzenia wynoszącą 33 mΩ·cm². Urządzenie, zaprojektowane do pracy w klasie napięciowej 750 V, wykazało również odporność na przebicie powyżej 900 V, przy prądzie upływu poniżej 3 μA.
Osiągnięte parametry wskazują na postęp w rozwoju pionowych tranzystorów z tlenku galu. Według Jiachi Power Technology dotychczasowe publikacje naukowe i raporty branżowe nie dokumentowały urządzeń tego rodzaju zdolnych do przewodzenia prądu przekraczającego 1 A. Firma planuje dalszą optymalizację konstrukcji tranzystora, parametrów procesu technologicznego oraz integracji materiałów epitaksjalnych. Kolejne etapy obejmą także poprawę niezawodności i powtarzalności produkcji, dostarczanie próbek klientom oraz przygotowanie technologii do wdrożenia przemysłowego.