氮化鎵既是一種由氮和鎵組成的無機(jī)化合物,也是一種直接能隙(direct bandgap)的半導(dǎo)體,自1990年起常用在發(fā)光二極管中。相對于硅晶體管來說,氮化鎵晶體管擁有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度,這主要是因?yàn)榈壘哂休^寬的直接帶隙、較強(qiáng)的原子鍵、較高的熱導(dǎo)率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性(幾乎不被任何酸腐蝕)以及優(yōu)異的抗輻照性能等特點(diǎn)。
硅晶體管主要由硅制成,用在高電壓電路中,其作用是增強(qiáng)電子的射頻信號(hào)。但是,硅存在一定的缺陷,即當(dāng)溫度超過200攝氏度后,硅基設(shè)備就開始出故障。從反面來說,這也就加速了氮化鎵晶體管的催生。
氮化鎵晶體管具有優(yōu)異的耐熱性能,能應(yīng)對1000攝氏度以上的高溫,因此由其制成的電子設(shè)備幾乎不需要冷卻。另外,氮化鎵晶體管能應(yīng)對的電場強(qiáng)度是硅的50多倍,因而科學(xué)家們可用它來制造信息傳輸速度更快的電子線路。不過,氮化鎵技術(shù)過于昂貴,不能直接取代硅技術(shù)。
據(jù)悉,在最新研究中,博羅內(nèi)斯和法國國家科學(xué)研究中心的科學(xué)家成功地將氮化鎵種植在(100)-硅晶圓(晶體取向?yàn)?00)上,制造出了新的氮化鎵晶體管,在降低生產(chǎn)成本的同時(shí),也能彌補(bǔ)硅晶體管耐高溫性能差的問題。目前,科學(xué)家們已研制出了兼具CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)芯片的計(jì)算能力和氮化鎵晶體管大功率容量的混合電子元件,以獲得更小更快、能耗更低的電子設(shè)備。