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POWER 8 - giugno 2015
XVII
SiC
Da alcuni anni a questa parte si stanno sempre più affer-
mando alcuni dispositivi elettronici innovativi che rispet-
to ai tradizionali realizzati in silicio, utilizzano differenti
tipi di semiconduttori; la loro diffusione sta trovando un
crescente riscontro nel mercato, tanto è che il silicio co-
mincia a essere sostituito in una ampia molteplicità di
applicazioni.
Molti scienziati e ricercatori ritengono che la tecnolo-
gia legata allo sviluppo di sistemi in silicio abbia prati-
camente raggiunto i limiti intrinseci imposti dalle carat-
teristiche del materiale stesso, che permette incrementi
di performance con notevole difficoltà e non rispetta
oramai da parecchio tempo la legge di Moore, secondo
la quale si prevede un raddoppio delle prestazioni da
parte della tecnologia stessa, ogni periodo temporale di
18 mesi. Legata all’aspetto dell’innovazione tecnologica
ma di certo non meno importante, è presente la proble-
matica dei costi di ricerca e sviluppo, infatti, le attuali
tecniche di scaling e di miniaturizzazione, in generale,
si stanno rivelando decisamente costose al fine di riu-
scire a spingere le geometrie dei circuiti integrati e dei
dispositivi di segnale e di potenza costruiti con silicio al
di sotto del limite di qualche decina di manometri; dalla
panoramica descritta, conseguentemente ne discende
una limitazione fisiologica nella progettazione e quindi
nella realizzazione di componentistica attiva che possa
essere utilizzabile per lavorare a frequenze superiori a
qualche GigaHerz.
Nell’intento di poter ricavare un deciso miglioramento
prestazionale dai dispositivi attivi, si sta assistendo a una
migrazione che, partendo dal silicio, va muovendosi ver-
so tecnologie di nuova concezione e in particolar modo
verso l’adozione di semiconduttori di tipo composto,
che sono capaci di evidenziare un netto progresso dei
parametri elettro-termici e consentono una più agevo-
le implementazione di aree attive di dimensioni ridotte,
riuscendo così a scendere anche al di sotto dei 10÷15
nanometri, in maniera tale da poterne prevedere un im-
piego orientato a ben più alte frequenze di quelle possi-
bili per il silicio.
Tra questi nuovi semiconduttori è presente il già conso-
lidato arseniuro di gallio, GaAs, il cui processo tecnolo-
gico è già sufficientemente maturo ma che fino ad oggi
ha trovato collocazione solamente in un ristretto range
di applicazioni (esso viene impiegato in alcuni blocchi
di sistemi di potenza per amplificazioni alle microonde),
ciò a causa dei costi che sono rimasti proibitivi e quindi
limitanti ai fini di un suo sviluppo massivo; vi è inoltre il
nuovissimo nitruro di gallio GaN che appare decisamen-
te promettente ma che al momento non lascia presagire
Giuseppe Vacca
Senior HW design engineer
presso
Indesit CompanyNuovi dispositivi SiC
in carburo di silicio
Il carburo di silicio (SiC) vanta, rispetto a molti altri semiconduttori, un deciso miglioramento
di alcuni parametri elettrici e termici; tali proprietà hanno reso il SiC unmateriale interessante
con cui realizzare dispositivi elettronici, sia per applicazioni nel campo della potenza sia
per radiofrequenza e questi nuovi dispositivi garantiscono maggiori prestazioni rispetto
a quelli i tradizionali realizzati in silicio, poiché esibiscono una maggiore tensione di
breakdown a cui è legato l’aumento della densità di potenza, una resistenza di conduzione
più bassa insieme alla possibilità di operare a temperature elevate
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