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美国开发可用于下一代电力电子器件的新型半导体
2017-01-11
[据普渡大学2017年1月10日报道] 美国研究人员利用一种名为β氧化镓的半导体开发出高性能晶体管,可制造用于电力网、军用舰船和飞机的新型超高效开关。该技术可用于取代现用低效和笨重的电力电子开关并降低能源消耗。

该晶体管全称为绝缘体上氧化镓(GOOI)场效应晶体管,由于具有超宽能带,因此特别适合用于制作高压设备的开关。

研究人员称,与其他可用于制作晶体管的半导体相比,用β氧化镓制作的器件拥有更高的击穿电压,即设备的失效电压。

研究团队还开发了一种低成本方法,用胶带从单晶体上剥离半导体层。这与实验室传统采用的外延法相比成本大大降低。采用外延法生产的1X1.5平方厘米β氧化镓市场价格高达6000美元。相比之下,胶带法成本极低,且可用于将β氧化镓薄膜材料切成带状或“纳米薄膜”,然后传送至传统的硅盘被制成器件。该技术可产出极光滑的薄膜,表面粗糙度为0.3纳米,这也是其非常适合用于电力电子器件的另一个原因。该项目负责人还隶属于海军研究局资助的NEPTUNE电力与能源研究中心。

研究人员称普渡大学研究团队已经实现了高于其他半导体研究团队10-100倍的电流。

该材料面临的一个问题是材料热性能差。为解决这问题,未来研究将考虑把材料附加在金刚石或氮化铝基片上。(中国船舶工业综合技术经济研究院 程大树)

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