Le Ferdinand-Braun-Institut (FBH) a réalisé une percée avec des transistors à base d'oxyde de gallium (ß-Ga 2 O 3 ). Le -Ga nouvellement développé 2 O 3 -Les MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) fournissent une tension de claquage élevée combinée à une conductivité de courant élevée.

Des composants électroniques puissants sont indispensables pour les communications futures, pour la transformation numérique de la société et pour les applications d'intelligence artificielle. Sur un encombrement aussi réduit que possible, ils doivent offrir une faible consommation d'énergie et atteindre des densités de puissance toujours plus élevées, ainsi travailler plus efficacement. C'est là que les appareils conventionnels atteignent leurs limites. Les scientifiques du monde entier étudient donc de nouveaux matériaux et composants pouvant répondre à ces exigences. Le Ferdinand-Braun-Institut (FBH) a maintenant réalisé une percée avec des transistors à base d'oxyde de gallium (ß-Ga 2 O 3 ).

Le -Ga nouvellement développé 2 O 3 -Les MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) fournissent une tension de claquage élevée combinée à une conductivité de courant élevée. Avec une tension de claquage de 1,8 kilovolt et une puissance record de 155 mégawatts par centimètre carré, ils atteignent des performances uniques proches de la limite matérielle théorique de l'oxyde de gallium. À la fois, les intensités de champ de claquage obtenues sont nettement supérieures à celles des semi-conducteurs à large bande interdite tels que le carbure de silicium ou le nitrure de gallium.

Structure de couche et topologie de grille optimisées

Pour parvenir à ces améliorations, l'équipe FBH s'est attaquée à la structure des couches et à la topologie des grilles. La base a été fournie par des substrats du Leibniz-Institut für Kristallzüchtung avec une structure de couche épitaxiale optimisée. Par conséquent, la densité de défauts pourrait être réduite et les propriétés électriques améliorées. Cela conduit à des résistances à l'état passant plus faibles. La grille est le "point de commutation" central des transistors à effet de champ, commandé par la tension grille-source. Sa topologie a été encore optimisée, permettant de réduire les intensités de champ élevées au bord de la grille. Cela conduit à son tour à des tensions de claquage plus élevées. Les résultats détaillés ont été publiés en ligne le 26 août 2019 dans le Lettres de périphérique électronique IEEE Numéro de septembre.