工具推进镓氧化物半导体研究

康奈尔大学的工程师和材料科学家在他们的实验室设备套件中添加了一种工具，以帮助研究氧化镓，这种材料被视为碳化硅和氮化镓的替代品，是许多电力电子应用的首选半导体。

Agnitron Agilis 100金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统于6月30日在美国的Duffield Hall实验室开始运行哈奈尔他是材料科学与工程助理研究教授。它被专门校准以制造氧化镓薄膜，这种半导体材料因其处理高电压、功率密度和频率的能力而备受赞誉。这些特性使其成为电动汽车、可再生能源和5G通信等应用的理想材料。

“氧化镓的另一个关键优势是能够从熔融状态生长出这种材料的单晶，”Nair说，“这将是扩大衬底尺寸的关键。这种扩大规模的能力对于采用新型半导体材料制造的电子设备的行业采用非常重要。”

氧化镓MOCVD系统的工作原理是在加热的单晶半导体衬底上喷涂金属有机镓前驱体。高温导致前体分解，释放出镓原子，然后与晶圆表面的氧原子结合，形成高质量的氧化镓结晶层。

MOCVD是生产iii族砷化物、iii族磷化物和iii族氮化物等化合物半导体外延薄膜的行业标准，这些化合物在光学和移动通信以及固态照明等应用中发挥着重要作用。在过去的五年里，使用MOCVD生长的氧化镓的质量稳步提高。

Nair说:“有了这个系统，我们可以在广泛可调的氧化化学势下，在直径达2英寸的衬底上生长薄膜。”“它还具有非常高的基板温度能力，我们可以将基板加热到1500°C。较高的衬底温度可以产生更好质量的薄膜，这是提高电子设备性能的关键。”

Nair计划与来自afrl -康奈尔外延解决方案中心以及校园的其他地方，以优化氧化镓的MOCVD，这将使该材料对寻求高精度、大批量生产的制造商更具经济吸引力。

奈尔说:“有必要使电力电子设备更紧凑、更高效。”“其中一个梦想是把一个小房子大小的变电站缩小到一个手提箱大小。这样的创新将是创建智能电网的关键，而氧化镓半导体电力电子产品是实现这一目标的垫脚石。”

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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