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18 - ELETTRONICA OGGI 445 - MAGGIO 2015
COVERSTORY
Dopo tutto il nitruro di gallio ha almeno dieci
volte la densità di potenza per millimetro della
periferia dei gate dei transistori, tensioni ope-
rative superiori (che riducono i problemi di tra-
sformazione dell’impedenza), maggiore efficienza
e la capacità di combinare un’elevata uscita di
potenza RF su ampie larghezze di banda alle alte
frequenze. Il nitruro di gallio, quindi, sia esso su
substrati in silicio, carburo di silicio (SiC) o anche
diamante è un successo in ogni applicazione?
No, non per il momento, almeno. Ma innanzi tutto
è importante riesaminare le diverse versioni del
nitruro di gallio: su substrati di silicio, carburo di
silicio (SiC) o diamante.
Nitruro di gallio su silicio: questo approccio pro-
duce prestazioni inferiori rispetto alle alternative,
ma offre il potenziale vantaggio di utilizzare la tec-
nologia CMOS con wafer di grandi dimensioni a
più basso costo al mondo e le fusioni di silicio. Di
conseguenza, presto sarà competitivo a livello di
prezzo con le tecnologie al silicio e GaAs esistenti,
minacciando di conseguenza i loro mercati con-
solidati.
Nitruro di gallio su SiC: versione di fascia alta del
nitruro di gallio per le radiofrequenze, il GaN-on-
SiC offrirà i massimi livelli di potenza e altre carat-
teristiche prestazionali che ne garantiranno l’uso
efficace nelle applicazioni più complesse.
Nitruro di gallio su diamante: la combinazione di
questi due materiali non è semplice, ma i benefici
sono straordinari. Il diamante industriale ha una
conducibilità termica (e quindi è ideale per elimi-
nare il calore) superiore a quella di qualsiasi altro
materiale esistente. La sostituzione di SiC, silicio o
altro materiale di substrato con il diamante con-
sente di sfruttare questo vantaggio in prossimità
della zona attiva del dispositivo. GaN su diaman-
te è al centro del
, al quale dal 2011
partecipano e i partner University of Bri-
stol, Group4 Labs e Lockheed Martin.
Il nitruro di gallio (GaN) è il materiale di banda proibita (bandgap)
che trasformerà la produzione di energia RF e consegnerà
l’arseniuro di gallio (GaAs) e l’LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide
Semiconductor) agli annali della storia? Si potrebbe pensare di sì, a
giudicare da certi articoli sulla stampa specializzata, dai documenti
dei simposi, dai report degli analisti e dalle brochure aziendali
Barry Manz
Nitruro di gallio:
Fig. 1 – Transistore di potenza RF GaN-on-SiC a banda
larga T2G4005528-F