Микроэлектроника: В ОЛНТМ экспериментируют с GaN

В Беларуси на базе Интеграла действует отраслевая лаборатория новых технологий и материалов (ОЛНТМ). Ведущий инженер ОЛНТМ Андрей Юник рассказал о разработках в области GaN.

Основное достоинство этого материала - широкая запрещенная зона, более широкая, чем у кремния. Высокая концентрация и подвижность носителей заряда в гетероструктурах на базе GaN обеспечивает низкое сопротивление канала в открытом состоянии транзистора. Кроме того, соответствующие устройства могут работать при более высокой температуре и радиации. У таких структур на 20-30% выше теплопроводность, чем у кремния, что позволяет делать более мощные компоненты и приборы, либо обходиться без сложных систем охлаждения.

В мире материал для создания полупроводниковых приборов используется сравнительно активно, хотя и не так массово, как кремний. Тем не менее, в ряде сегментов, доля устройств на базе GaN близка к 50%. Например, на рынке зарядных устройств доля устройств на базе GaN превысит 50% к 2025 году. Активно применяются GaN-транзисторы в компактных импульсных источниках питания, DC-DC и AX-DC преобразователях, в умных сетях электропитания, электроприводах и в современных драйверах электромоторов силовых установок.

В России эксперименты были - этим занимался Жорес Иванович Алферов, но широкого применения полупроводниковые гетероструктуры так пока и не получили, по крайней мере, в гражданской сфере.

В ОЛНТМ с GaN-технологией экспериментируют уже несколько лет, в частности, разработали технологию постэпитаксиального формирования устройств на базе GaN.

Выполнен ряд НИР, что позволило разработать элементы технологии и физико-технологические основы формирования транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе гетероструктур GaN/AlGaN для силовой электроники. Также отработаны процессы формирования меза-изоляции и контактно-барьерных структур, установлены особенности химической обработки и очистки поверхностей подложек, фотолитографии и плазмохимического травления гетероструктур и так далее.