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Development of low dislocation density gallium nitride substrates

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Tecnología de transistores de vanguardia

Europa entra en liza por la fabricación de transistores de tecnología avanzada frente a competidores de Corea, Japón y Estados Unidos. Se ha producido una oblea de gran potencia y alta frecuencia que es adecuada para los transistores de tecnología más avanzada.

En el proyecto DENIS, que está formado por destacadas entidades europeas y especialistas en la ingeniería de semiconductores, se han fabricado obleas de nitruro de galio (GaN) que pueden usarse para fabricar transistores de gran calidad. Se siguieron dos métodos diferentes. En el primero se utilizó la MOVPE (epitaxia en fase vapor con precursores metalorgánicos) y se formaron sustratos de GaN por HVPE (epitaxia en fase vapor con hidruros). Así, la oblea producida presenta propiedades físicas, como la movilidad electrónica y la concentración de portadores, adecuadas para transistores de alta movilidad electrónica (HEMT) de gran rendimiento. Tras procesar la oblea, el transistor resultante, con barreras de AlGaN, se sometió a pruebas exhaustivas y presentó parámetros comparables a otros transistores fabricados por los principales fabricantes japoneses y estadounidenses. Además, las sofisticadas técnicas epitaxiales empleadas facilitaron la producción de obleas que poseen propiedades físicas reproducibles y ajustables, que es un elemento de importancia fundamental de cara a una producción comercial futura. El segundo método, igualmente novedoso, consistió en la técnica de crecimiento por MBE (epitaxia de haces moleculares) para la preparación de heteroestructuras de GaN/AlGaN. En este método se utilizó como sustrato nitruro de galio dopado con magnesio. El resultado fue realmente espectacular e inesperado, ya que se consiguieron estructuras con una movilidad récord. Estas estructuras abrirán nuevas vías en la investigación fundamental de varios fenómenos muy interesantes. Se esperan efectos nuevos en el régimen del efecto Hall cuántico. Las técnicas creadas impulsarán la tecnología con nitruros en Europa y se espera que, en el futuro próximo, el consorcio pueda pasar de la producción en el laboratorio a una producción comercial, puesto que ambas técnicas son reproducibles y escalables.

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