Que é o nitruro de galio?

O nitruro de galio é un semicondutor de banda directa binario III / V que é moi adecuado para transistores de alta potencia capaces de funcionar a altas temperaturas. Dende a década de 1990 úsase habitualmente en diodos emisores de luz (LED). O nitruro de galio emite unha luz azul empregada para a lectura de discos en Blu-ray. Ademais, o nitruro de galio úsase en dispositivos de potencia de semicondutores, compoñentes de RF, láseres e fotónica. No futuro, veremos GaN en tecnoloxía de sensores.

En 2006, os transistores GaN en modo de mellora, ás veces denominados GaN FET, comezaron a fabricarse cultivando unha fina capa de GaN na capa AIN dunha oblea de silicio estándar empregando a deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD). A capa AIN actúa como un amortecedor entre o substrato e GaN.
Este novo proceso permitiu producir transistores de nitruro de galio nas mesmas fábricas existentes que o silicio, empregando case os mesmos procesos de fabricación. Ao usar un proceso coñecido, isto permite custos de fabricación similares e baixos e reduce a barreira á adopción de transistores máis pequenos cun rendemento moito mellorado.

Para explicar máis adiante, todos os materiais semicondutores teñen o que se chama bandgap. Este é un intervalo de enerxía nun sólido onde non pode haber electróns. En palabras simples, un espazo de banda está relacionado co ben que un material sólido pode conducir a electricidade. O nitruro de galio ten un espazo de banda de 3,4 eV, en comparación co espazo de banda de 1,12 eV de silicio. O espazo de banda máis amplo do nitruro de galio significa que pode soportar tensións e temperaturas máis altas que os MOSFET de silicio. Este amplo espazo de banda permite aplicar nitruro de galio a dispositivos optoelectrónicos de alta potencia e alta frecuencia.

A capacidade de operar a temperaturas e tensións moito máis altas que os transistores de arseniuro de galio (GaAs) tamén fai do nitruro de galio amplificadores de potencia ideais para dispositivos de microondas e terahertz (ThZ), como a imaxe e a detección, o futuro mercado mencionado anteriormente. A tecnoloxía GaN está aquí e promete melloralo todo.

 


Hora de publicación: 14 de outubro de 2020