美國休斯研究實驗室,是一家由波音公式通用汽車公司共同擁有的一家研發(fā)實驗室,宣布首次驗證氮化鎵CMOS場效應(yīng)晶體管技術(shù)。該成果被發(fā)表在2016年1月6日出版的“國際電子電工協(xié)會電子器件通信”上。
這種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體晶體管已經(jīng)被確認,可以在集成電路中被利用。該突破為氮化鎵成為今天用硅制造的功率轉(zhuǎn)換電路的技術(shù)選項,鋪平了道路。
氮化鎵晶體管在功率開關(guān)和微波/毫米波應(yīng)用領(lǐng)域都具有優(yōu)異的性能表現(xiàn),但是他們作為集成功率轉(zhuǎn)換用途卻不太現(xiàn)實。除非將功率電路中高速開關(guān)的氮化鎵功率晶體管速度降低,否則片間電感將引起電壓不穩(wěn)定。
休斯研究實驗室微電子實驗室克服了這一限制,開發(fā)出氮化鎵CMOS技術(shù),能夠同一晶圓中獎增強型氮化鎵NMOS和PMOS集成在一起。將功率開關(guān)和他們的驅(qū)動電路集成在同一芯片中,是縮小寄生電感的最終方法。
今天,氮化鎵晶體管被用于雷達系統(tǒng)、手機基站和筆記本電腦中的電源轉(zhuǎn)換模塊。從短期來看,氮化鎵CMOS集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ü芾黼娏鞲行实墓β始呻娐?,這將明顯縮小芯片尺寸,降低芯片成本,并使芯片可在更惡劣的環(huán)境下工作。從長期來看,氮化鎵CMOS有望在多種產(chǎn)品中替代硅CMOS。
由于在制造P型溝道晶體管和集成N溝道晶體管方面存在困難,氮化鎵CMOS集成電路的實現(xiàn)在過去被認為相當(dāng)困難,甚至是不可能的。該突破開啟了制造氮化鎵CMOS集成電路的可能性。