Достижения и перспективы

Оксид галлия (Ga₂O₃) является широкозонным полупроводником, который вызывает в последние годы огромный интерес исследователей в связи с чрезвычайно перспективными свойствами, делающими его важным кандидатом на роль основного материала для создания силовых приборов и УФ фотоприёмников нового поколения.

Большая ширина запрещённой зоны Ga₂O₃ (4,5-5,3 эВ в зависимости от полиморфа и кристаллографической ориентации) позволяет надеяться достигать величины электрического поля, приводящего к пробою, близкой к 8 МВ/cм, что почти втрое выше, чем для GaN, SiC, широкозонных полупроводников, которые в настоящее время активно применяются в силовой электронике. Такое увеличение поля пробоя позволяет в перспективе создавать силовые приборы, работающие при недостижимых ранее напряжениях и токах при малых потерях мощности.

Нынешний бум в исследованиях роста, изучения свойств кристаллов и плёнок, в технологии изготовления приборов на основе Ga₂O₃ вызван тем, что для стабильного политипа b-Ga₂O₃ c моноклинной симметрией удалось освоить методы получения из расплава кристаллов большого диаметра с низкой плотностью дислокаций, контролируемым легированием донорами в широком диапазоне концентраций, возможностью получения полуизолятора, методы выращивания эпитаксиальных плёнок и гетероструктур высокого качества с использованием разнообразных технологий выращивания (галоидной эпитаксии (HVPE), МОС-гидридной эпитаксии (MOCVD), молекулярной эпитаксии (MBE)), продемонстрировать на их основе прототипы основных полупроводниковых приборов, таких как выпрямители на диодах Шоттки, полевые транзисторы (FETs, MOSFETs, FinFETs), полевые транзисторы с модуляционным легированием (HEMTs), солнечно-слепые фотоприёмники.