Elettronica_Oggi

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 Company

Nuovi 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

Power