Ведущие инженерные группы мира работают над созданием полупроводниковых приборов на оксиде галлия. Такие полупроводники существенного превосходят аналоги из нитрида галлия и кремния и могут быть использованы в мощных электронных устройствах. Решением этой технической задачи занимаются и в Томском государственном университете. Аспирант радиофизического факультета ТГУ, сотрудник центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» Никита Яковлев разработал диоды на основе оксида галлия. Лабораторные образцы уже прошли первые испытания. Исследования проводятся при поддержке проекта «УМНИК-Электроника».
– Оксид галлия представляет собой четвертое поколение полупроводников, которые обладают устойчивостью к высокому напряжению, низким расходом энергии и меньшим размером. Лидером в их разработке сейчас является Китай, но в России подобные исследования тоже проводятся, – поясняет автор проекта, аспирант РФФ ТГУ, сотрудник лаборатории микроэлектроники мультиспектральной квантовой интроскопии Центра «ПТМ» ТГУ Никита Яковлев. – Страна нацелена на технологическую независимость, потому государство активно поддерживает разработки, связанные с развитием компонентной базы.
В рамках проекта «Силовой диод 1 kV-класса с барьером Шоттки на основе Ga2O3», поддержанного Фондом содействия инновациям, Никита Яковлев и его научный руководитель Алексей Алмаев разработали диоды с пробивным напряжением более 1000 вольт.
В 2025 году тестирование полупроводниковых приборов было проведено на базе лаборатории металлооксидных полупроводников центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ. В настоящее время разработчики занимаются оптимизацией процесса производства.
– Необходимо доработать технический маршрут отдельных операций, чтобы повысить процент выхода годных диодов с барьером Шоттки – объясняет автор проекта. – Потенциальная область применения таких диодов очень широкая: они могут быть использованы для производства энергоэффективных зарядных устройств, высокомощных блоков питания, схем управления электродвигателями автомобилей и в другой силовой электронике.
Добавим, что центр «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ является российским центром компетенций в области технологий полупроводниковых сенсоров ионизирующего излучения для систем мультиспектральной цифровой радиографии.
Сейчас на базе Центра ПТМ ведётся разработка и изготовление радиационно стойких сенсоров для детекторов, которые будут установлены на источниках синхротронного излучения четвертого поколения, например, российских СКИФ, РИФ, КИСИ, СИЛА.