2019年7月23日
电气工程师在伊利诺伊大学(即美国)添加了beta-gallium oxide-the领域最热门的材料他们的阿森纳,从而克服大功率半导体制造的另一个障碍。
艺术家呈现beta-gallium MacEtch-produced鳍阵列结构的氧化物半导体衬底从Xiuling李教授的最新项目。(图片来源:ACS Nano)
当前领先的半导体材料相比,氧化硅和氮化镓、beta-gallium等有潜力改变权力更快速,也更欧洲杯足球竞彩有效。此外,化合物也是现成的,研究人员说。这项研究结果已经发表在《华尔街日报》,ACS Nano。
虽然平面晶体管已经大致一样的小身体上可行的,科学家们解决这个问题通过垂直的。伊利诺斯大学的工程师们利用一个方法称为metal-assisted化学腐蚀,或MacEtch化学解决方案是用来蚀刻半导体成三维(3 d)翅片结构。
这些鳍提高芯片的面积,使更多的电流或晶体管。因此他们可以处理更多的权力,同时,确保芯片的足迹是相同的大小。
MacEtch的方法在我的美国。是比传统的“干”蚀刻方法因为它不会引起太大损害脆弱的半导体表面,像beta-gallium氧化物,研究小组。
氧化镓有更广泛的能源缺口的电子可以自由移动。这种能量差距需要大型电子甚至高电压和低电压的快速切换频率,所以我们非常感兴趣这种类型的材料用于现代设备。然而,它有一个更复杂的比纯硅的晶体结构,使其在腐蚀过程中难以控制。
Xiuling李,研究报告的主要作者和教授,伊利诺斯州大学电气和计算机工程
根据李,半导体行业可以大大受益通过应用MacEtch氧化镓晶体,但进步肯定涉及到挑战。
”现在,蚀刻过程非常缓慢,”她说。”由于速度缓慢和复杂的晶体结构的材料,3 d鳍产生不完全垂直,和垂直的鳍是理想的权力的有效利用”。
在最新的分析、梯形、三角形¸和锥形鳍产生的氧化beta-gallium衬底取向的基础上布局与晶体金属催化剂。虽然这些形状不能说完美,科学家们惊奇地发现,他们仍然做得更好在进行电流相比,平坦的和未侵蚀表面beta-gallium氧化物。
我们不知道为什么会出现这种情况,但我们开始得到一些线索进行原子水平特征的材料。底线是,我们展示了可以使用MacEtch过程制造beta-gallium氧化,一个潜在的低成本替代氮化镓,良好的界面质量。
Xiuling李,研究报告的主要作者和教授,伊利诺斯州大学电气和计算机工程
根据李,更多的研究需要处理腐蚀速率过慢的问题,促进高性能beta-gallium氧化设备,并尝试解决这一问题的热导率较低。
”增加了腐蚀速率应该改进过程的能力形成更多的垂直的鳍,”她补充说。”这是因为这个过程会发生如此之快,它将没有时间来应对所有的晶体取向的差异”。
她进一步表示,低导热问题是一个更深奥的问题。”大功率电子设备产生大量的热,热工程和设备研究人员正在积极寻求解决方案。虽然这是一个完全开放的现在在半导体领域方面,像我们展示了三维结构可以帮助指导热量更好的设备类型,”她补充说。
李附属于尼克霍罗姆雅克Jr。微型和纳米技术实验室,弗雷德里克·塞茨材料研究实验室,贝克曼研究所的先进的科学和技术在美国的我。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
其他研究人员参与本研究黄Hsien-Chih Munho Kim荀詹,Jian-Min左和金宋董的我;空军研究实验室,传感器内龙骨Chabak理事会;刘董,亚历山大Kvit麦迪逊威斯康辛大学的马和Zhenqiang。目前,Munho金与南洋技术大学,新加坡。
这项研究是由美国国家科学基金会和美国能源部。欧洲杯线上买球
来源:https://illinois.edu/