由美國波音公司和通用
汽車公司擁有的研發實驗室-HRL實驗室已經宣布其實現互補金屬氧化物
半導體(CMOS)FET技術的首次展示。該研究結果發表于2016年1月6日的inieee電子器件快報上。
在此過程中,該實驗室已經確定
半導體的卓越晶體管性能可以在集成電路中加以利用。這一突破為氮化鎵成為目前以硅為原材料的
電源轉換電路的備選技術鋪平了道路。
氮化鎵晶體管在
電源開關和微波/毫米波應用中有出色的表現,但該潛力還未用于集成功率轉換。“除非快速切換GaN功率晶體管在
電源電路中故意放緩,否則
芯片到
芯片的寄生電感導致電壓不穩定。”HRL資深研究工程師、首席研究員楚榕明稱。
楚和他在HRL微電子實驗室的同事們克服了這一限制,開發出GaN CMOS技術,可在同一硅片上集成增強型GaN NMOS和PMOS。楚表示,將
電源開關及驅動電路集成在同一
芯片上,是減少寄生電感的最終方法。
目前,氮化鎵晶體管被設計成雷達系統、蜂窩基站、計算機筆記本
電源適配器的
電源轉換器。“在短期內,CMOS
IC可應用于功率集成電路,能夠采用更小的外形尺寸,更低的成本實現更高效的電力管理,并能在惡劣的環境下工作。”楚說。“從長遠來看,CMOS具有廣泛
替換硅CMOS產品的潛力。”
楚總結道,“由于在制造P溝道晶體管和積分的N溝道晶體管的挑戰,氮化鎵CMOS集成電路曾被認為是困難或不可能的。但我們最近的工作開辟了制備氮化鎵CMOS集成電路的可能性。”。