Mitsubishi Electric объявила о разработке нового транзистора с высокой подвижностью электронов на базе нитрида галлия

19.09.2019 12:57

Корпорация Mitsubishi Electric (TOKYO: 6503) совместно с Исследовательским центром глобальных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и микротехники Национального Института Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии (AIST) объявила о разработке нового транзистора с высокой подвижностью электронов на базе нитрида галлия (GaN-HEMT).

Прибор имеет многоячеистую структуру (т. е. состоит из множества параллельно расположенных транзисторных ячеек) и соединяется напрямую с обладающей высокой теплопроводностью монокристаллической теплоотводящей алмазной подложкой. Это первый в мире многоячеистый GaN-HEMT, изготовленный с помощью прямого соединения транзистора с монокристаллической алмазной подложкой. Инновационное устройство с высокой подвижностью электронов на основе нитрида галлия с алмазной подложкой (GaN-on-Diamond HEMT) повысит КПД суммирования мощности усилителей в базовых станциях мобильной связи и системах спутниковой связи, тем самым способствуя сокращению потребления энергии. Mitsubishi Electric сейчас проводит оптимизацию конструкции транзистора GaN-on-Diamond HEMT до его выхода на рынок, намеченного на 2025 год.

Впервые об этом научном достижении было объявлено на Международной конференции по твердотельным приборам и материалам (SSDM), которая проходит в Университете Нагоя (Япония) со 2 по 5 сентября текущего года.

Корпорация Mitsubishi Electric занималась проектированием, изготовлением, оценкой и анализом GaN-on-Diamond HEMT, а уже в Национальном Институте Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии (AIST) разработали технологию прямого соединения.

Частично это достижение основано на результатах, полученных в рамках проекта, заказанного Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO).

Ключевые характеристики:

Первый в мире многоячеистый GaN-HEMT на алмазной подложке Большинство существующих транзисторов GaN-HEMT с теплоотводной алмазной подложкой изготавливаются с использованием пленки с эпитаксиальным слоем GaN, из которой удалена кремниевая подложка и на которую алмаз осаждается в условиях повышенной температуры. Затем осуществляется сборка транзисторов HEMT на алмазной подложке пластины GaN. Однако, поскольку коэффициенты теплового расширения GaN и алмаза различны, пластина может сильно деформироваться в процессе производства, а это затрудняет сборку больших многоячеистых транзисторов GaN-HEMT.

В ходе упомянутого выше исследования, из оригинального многоячеистого транзистора GaN-HEMT удалили кремниевую подложку, его тыльную поверхность подвергли шлифовке для утончения и уплощения, после чего соединили непосредственно с алмазной подложкой при помощи адгезионного нанослоя. Многоячеистая структура использовалась для параллельного расположения восьми транзисторных ячеек, относящихся к типу, который используется в современных изделиях. Таким образом, была выполнена сборка первого в мире многоячеистого транзистора GaN-on-Diamond HEMT на основе монокристаллического алмаза с высокой степенью теплоотдачи.

Улучшенная выходная мощность и энергоэффективность для расширенного диапазона радиоволн и энергосбережения по сравнению с оригинальным GaN-HEMT с такой же структурой, но на кремниевой подложке. Благодаря использованию монокристаллического алмаза (теплопроводностью 1900 Вт/мК), обладающего превосходными теплоотводящими свойствами, рост температуры GaN-HEMT уменьшается с 211,1 до 35,7 ⁰С, что блокирует процесс термической деструкции. Это повышает отдаваемую мощность с 2,8 до 3,1 Вт на 1 мм ширины затвора и увеличивает КПД по добавленной мощности с 55,6 до 65,2%, тем самым обеспечивая значительную экономию энергии.

www.ruaut.ru, MitsubishiElectric.com и MitsubishiElectric.ru

Продукты

Последний вышедший номер

Читайте в номере:

Анализ соответствия человеко-машинного интерфейса автоматизированных рабочих мест персонала блочного пункта управления Ленинградской АЭС-2 современным подходам по проектированию

Многоуровневая оперативная оптимизация технологического режима установок подготовки нефти

Система мониторинга и прогнозирования скорости роста коррозионных повреждений резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов

Применение сетевых моделей в социальных, технических и биологических системах. I. Модели представления знаний

Готовится к печати

Читайте в номере:

Усовершенствованное управление технологическими процессами: зарождение и развитие, состояние и прогноз рынка, российская составляющая, тренды, проблемы импортозамещения

Обнаружение дефектов металлопроката с помощью модифицированной на основе физически-информированного градиентного анализа функции потерь YOLOv8

Методическое обеспечение САПР технологической оснастки в КОМПАС-3D

Функциональная безопасность и кибербезопасность систем противоаварийной автоматической защиты в составе АСУТП технологических процессов нефтепереработки

Адрес редакции: 117997, Москва, Профсоюзная ул., д. 65, оф. 360
Телефон: (926) 212-60-97.
E-mail: info@avtprom.ru или avtprom@ipu.ru

Сайт «Автоматизация в промышленности» предназначен для специалистов по промышленной автоматизации: главных инженеров, главных энергетиков, главных механиков, главных метрологов, инженеров служб АСУ ТП, АСУТП, КИПиА, КИП и А, отделов метрологии, отделов автоматизации, отделов главного инженера, специалистов инжиниринговых и внедренческих фирм, менеджеров фирм системных интеграторов, преподавателей вузов, научных работников, сотрудников научно-исследовательских институтов, студентов и аспирантов.

Сайт «Автоматизация в промышленности» неразрывно связан с одноименным журналом, в котором публикуются концептуальные, научно-практические и внедренческие статьи, посвященные промышленным автоматизированным системам, системам управления бизнес-процессов, программному и алгоритмическому обеспечению, техническим средствам автоматизации, вопросам сертификации, описанию промышленных стандартов, а также обзоры зарубежной прессы.

В каждом номере проводится обсуждение актуальных тем по проблемам создания и применения следующего инструментария: интегрированные АСУ, MES, АСУ П, АСУ ТП, SCADA, АСКУЭ, EAM, ТОИР, ERP, LIMS, ЛИУС, распределенные системы управления, РСУ, система управления качеством выпускаемой продукции, промышленные тренажеры, современные методы и алгоритмы управления и моделирования, коммуникационные средства, GSM–связь, РС-совместимые контроллеры, ПК, человеко-машинный интерфейс, встраиваемые системы, Web-технологии, HTML-технологии, числовое программное управление, ЧПУ, виртуальные приборы, виртуальное измерение, беспроводная связь, имитационное моделирование, Ethernet, Internet-технологии, Industry 4.0, Интернет вещей, промышленный Интернет вещей, IIoT, IoT, Четвертая промышленная революция, навигационные системы, роботы, датчики, сенсоры, диагностика клапанов, водоподготовка, экологические системы, производственная безопасность, идентификация, RFID-технологии, машинное зрение, промышленные сети, средства промышленного монтажа, корпуса и конструктивные решения, пневмоавтоматика, ПЛК, программируемые логические контроллеры, интеллектуальные датчики, сервосистемы, системы поддержки принятия решений и т.д.

Вниманию читателей предлагаются подборки по автоматизации следующих отраслей промышленности и народного хозяйства: металлургия, нефтегазовая отрасль, химическая промышленность, транспорт, сельское хозяйство, комбикормовая и перерабатывающая промышленность, автомобилестроение, энергетика, электроэнергетика, жилищно-коммунальное хозяйство, интеллектуальное здание, умный дом, непрерывное производство (рецептурное), дискретное производство, пищевая промышленность и др.