Созданы мощные полупроводниковые приборы на основе нитрида галлия, которые стоят меньше их кремниевых аналогов - «Наука и технологии»

На прошлой неделе компания Efficient Power Conversion, находящаяся в Калифорнии, объявила о начале производства двух типов высокочастотных мощных полевых транзисторов, изготовленных из нитрида галлия, которые стоят меньше их кремниевых аналогов. Нитрид галлия и карбид кремния уже достаточно давно рассматриваются в качестве альтернативных материалов, способных заменить кремний в силовой электронике. Транзисторы на основе таких материалов имеют меньше время включения и выключения, они могут работать при более высоких напряжениях, нежели кремниевые приборы сопоставимых габаритных размеров. Но до последнего времени производство силовых приборов из кремния было менее дорогим, чем производство таких же приборов из других материалов.

В настоящее время компания Efficient Power Conversion (EPC) наладила производство 60- и 100-Вольтовых мощных транзисторов на основе нитрида галлия. Этих двух типов достаточно для того, чтобы закрыть потребности достаточно широкого ряда областей применения, начиная от технологий беспроводной передачи энергии, лазерных измерителей дальности и сканеров для автомобилей-роботов, и радиопередающих устройств.

Компания EPC производит новые транзисторы на традиционных кремниевых подложках, на поверхность которых наносится слой галлия, подвергающийся впоследствии процессу азотирования. За счет некоторых свойств нитрида галлия структура транзистора способна выдерживать достаточно высокий электрический потенциал, что означает, что такие транзисторы могут иметь меньшие размеры и занимать меньшую площадь на подложке, нежели кремниевые аналоги. Производство большего числа транзисторов на кремниевой подложке одинаковой площади является одной из составляющих низкой стоимости новых транзисторов.

Второй составляющей снижения стоимости является структура самого транзистора, у которого имеются все традиционные электроды - затвор, сток и исток. Но в отличие от кремниевых транзисторов, у транзистора из нитрида галлия все три электрода расположены на одной стороне подложки. Поэтому конструкция корпуса новых транзисторов гораздо проще с технологической точки зрения, нежели конструкции корпусов кремниевых MOSFET-транзисторов, на которые приходится около 50 процентов их конечной стоимости.

В настоящее время несколько компаний, занимающихся выпуском полупроводниковой продукции, занимаются разработкой своих собственных вариантов мощных полевых транзисторов из нитрида галлия. В число этих компаний входят Goleta, Transphorm и гигант этой области индустрии, компания Infineon, которая не так давно поглотила известную компанию International Rectifier. И одной из целей, которую преследуют данные разработки, является создание высоковольтных мощных полевых транзисторов, способных выдержать потенциал между стоком и истоком до 600 Вольт, появление которых могут произвести революцию в области промышленного энергоснабжения, энергетических сетей и т.п.