Què és el nitrur de gal?

El nitrur de gal·li és un semiconductor de banda directa binari III / V que és molt adequat per a transistors d'alta potència capaços de funcionar a altes temperatures. Des dels anys noranta, s’utilitza habitualment en díodes emissors de llum (LED). El nitrur de gal·li emet una llum blava que s’utilitza per a la lectura de discs en Blu-ray. A més, el nitrur de gal·li s’utilitza en dispositius de potència de semiconductors, components de RF, làsers i fotònica. En el futur, veurem GaN en tecnologia de sensors.

El 2006, els transistors GaN en mode de millora, de vegades anomenats GaN FET, van començar a fabricar-se fent créixer una fina capa de GaN a la capa AIN d’una hòstia de silici estàndard mitjançant la deposició de vapor químic orgànic metàl·lic (MOCVD). La capa AIN actua com un amortidor entre el substrat i GaN.
Aquest nou procés va permetre la producció de transistors de nitrur de gal·li a les mateixes fàbriques existents que el silici, utilitzant gairebé els mateixos processos de fabricació. En utilitzar un procés conegut, això permet costos de fabricació similars i baixos i redueix la barrera d’adopció per a transistors més petits amb un rendiment molt millorat.

Per explicar-ho, tots els materials semiconductors tenen el que s’anomena bandgap. Es tracta d’un rang d’energia en un sòlid on no pot existir cap electró. En poques paraules, una diferència de banda està relacionada amb la forma en què un material sòlid pot conduir l’electricitat. El nitrur de gali té una distància de banda de 3,4 eV, en comparació amb la banda de silici de 1,12 eV. La bretxa més ampla de la banda de nitrur de gali significa que pot mantenir tensions i temperatures més altes que els MOSFET de silici. Aquest ampli abast de banda permet aplicar nitrur de gal·li als dispositius optoelectrònics d'alta potència i alta freqüència.

La capacitat d’operar a temperatures i tensions molt més altes que els transistors d’arsenur de gal·li (GaAs) també fa que el nitrur de gal·li sigui ideal per a amplificadors de potència per a dispositius de microones i terahertz (ThZ), com ara la imatge i la detecció, el futur mercat esmentat anteriorment. La tecnologia GaN és aquí i promet fer-ho tot millor.

 


Hora de publicació: 14 d'octubre de 2020