“有一种材料蕴含着超越碳化硅的潜力”——日本信息通信研究机构(NICT)的东胁正高(NICT未来ICT研究所绿色ICT器件尖端开发中心主任)的研究组把目光对准了氧化镓(Ga2O3)。因为与碳化硅和氮化镓(GaN)相比,氧化镓能够以低廉的成本,制造出耐压高、损耗低的功率半导体。
氧化镓有多种晶体结构,β型最为稳定。β型氧化镓的带隙高达4.8~4.9eV。相当于硅的4倍以上,甚至比碳化硅的3.3eV、氮化镓的3.4eV还要高(图8)。而且,左右功率半导体性能的低损耗性的指标“Baliga优值指数”约是碳化硅的10倍、氮化镓的4倍。
图8:利用氧化镓试制MOSFET
信息通信研究机构等研究组正在开发使用β型氧化镓的新一代功率半导体(a)。并对使用该材料的耗尽型MOSFET的工作情况进行了确认(b)。(图:《日经电子》根据信息通信研究机构的资料制作)
东胁等人已经在2012年试制β型氧化镓MESFET(metal semiconductorfield effect transistor),并对工作情况进行了确认。这次又使用该材料试制了耗尽型MOSFET。试制品的耐压为370V,加载+4V的栅极电压时,最大漏电流密度为39mA/mm。漏电流的开关比在100℃下为107左右,在250℃的高温下也保持住了104左右的水平。漏电流开关比的实用水平为106~107上下。
NICT为了推动氧化镓的开发,在2013年12月1日成立了“绿色ICT器件尖端开发中心”。担任主任的东胁意气风发地表示,“我们将从2020年开始供应氧化镓功率半导体样品,在2025年之前正式投入量产”。

电池网微信












