Japanilaiset (NICT) ja (TUAT) tutkijat ovat kehittäneet pystysuoran Ga2O3-metallioksidipuolijohteeseen perustuvan mosfetin, jossa hyödynnetään täysionista seostusprosessia sekä n- että p-tyypille. Innovaatio avaa tietä uuden sukupolven edullisille ja erittäin valmistettaville Ga2O3-tehoelektroniikkapiireille.
Laajakaistaisiin puolijohteisiin kuten galliumoksidiin perustuvan uuden sukupolven piirien odotetaan mullistavan tehoelektroniikkateollisuutta. Ga2O3 lupaa dramaattista vähennystä tehojärjestelmien koossa, painossa sekä kustannuksissa ja energiankulutuksessa lisäämällä sekä tehotiheyttä että tehon muuntamistehokkuutta piirikohtaisella tasolla.
Ensimmäisen yksikiteisen Ga2O3-transistorin demonstrointi tapahtui vuonna 2011. Parin viime vuosien aikana Ga2O3-transistorien kehitys on keskittynyt sivusuuntaiseen geometriaan. Ne eivät kuitenkaan sovellu suurille virroille ja suurille jännitteille.
Pystysuuntainen geometria mahdollistaa suuremmat virrat ilman sirukoon suurentamista, yksinkertaistettua lämmönhallintaa ja paljon parempaa kentän terminointia.
Vertikaalisen transistorikytkimen ominaisuuksia kehiteltiin tuomalla puolijohdeseostukseen kaksi epäpuhtausmuotoa: n-tyyppistä, joka tarjoaa liikkuvat varauskantajat ja p-tyyppistä, joka mahdollistaa jännitteen blokkauksen.
Masataka Higashiwakin johdolla toimiva NICT-ryhmä on aiemmin kehittänyt piin käyttöä n-tyypin lisäaineena Ga2O3-rakenteissa ja on nyt toteuttanut typen (N) käyttöä p-tyypin lisäaineena. Viimeisimpänä saavutuksenaan tiimi onnistui Si- ja N-seostuksilla muokkaamaan Ga2O3-transistoria ensimmäistä kertaa. Tämä onnistui ioni-implantaationa tunnetun suurenergisen prosessin käyttöönoton kautta.
Täysionisen implantoinnin demonstrointi vertikaalisessa Ga2O3-transistorissa parantaa suuresti Ga2O3-perustaisen tehoelektroniikan mahdollisuuksia. Tutkijat kehittivät myös Ga2O3-perusmateriaalin kasvatusta nopeaksi ja vähäisiä epäpuhtauksia sisältäväksi.
Tutkijoiden mukaan pystysuorat tehopiirit ovat vahva ehdokas tuottamaan yli 100 ampeerin virtoja ja yli 1 kilovoltin jännitteitä monille teollisuus- ja autokäyttöjen järjestelmille.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.12.2018
ETN:n digitaalinen aikakauslehti ETNdigi 1/2026 on julkaistu. Uusi numero kokoaa yhteen elektroniikka-alan keskeisiä teknologiateemoja kvanttilaskennasta ja tekoälystä energiatehokkaaseen tehoelektroniikkaan, IoT-järjestelmiin ja ajoneuvojen latausinfrastruktuuriin.
Nokian toimitusjohtaja Justin Hotard arvioi yhtiön Yhdysvaltain arvopaperimarkkinavalvoja SEC:lle toimittamassa Form 20-F 2025 -vuosiraportissa, että mobiiliverkkomarkkina ei ole lähivuosina varsinainen kasvuala. Hänen mukaansa markkinan odotetaan pysyvän lähinnä vakaana samalla kun Nokia keskittyy parantamaan liiketoiminnan kannattavuutta.
Lääkintälaitteiden internet (IoMT) yhdistää diagnostiikan, puettavat anturit ja sairaalalaitteet pilvipohjaisiin järjestelmiin. Etävalvonta, reaaliaikainen data ja koneoppiminen lupaavat parempaa hoidon laatua ja kustannussäästöjä, mutta samalla ratkaistavaksi jäävät yhteentoimivuus, sääntely ja tietoturva.