لماذا نحتاج أشباه الموصلات المركبة؟

على الرغم من أن تكنولوجيا السيليكون والسلسلة الصناعية ناضجة ، وتكون تكلفة تصنيع الرقائق منخفضة ، فإن الخصائص الفيزيائية للمواد تحد من تطبيقها في الأجهزة الضوئية ، والأجهزة عالية التردد والأجهزة عالية الطاقة ، والأجهزة ذات درجة الحرارة العالية. الأجيال الثلاثة من مواد أشباه الموصلات لها خصائص مختلفة ، والتي تحدد أيضًا مزاياها الخاصة وهي مناسبة لسيناريوهات التطبيق المختلفة.

يشمل الجيل الأول من أشباه الموصلات السيليكون والجرمانيوم ، والتي لها فجوات ضيقة الفرقة غير المباشرة وتنقل الإلكترون المشبع المنخفض. يتم استخدامها بشكل أساسي في الترانزستورات والكاشفات والكاشفات المتوسطة والمتوسطة والمنخفضة (حوالي 100 واط). وهي حاليًا مواد التصنيع الرئيسية لأجهزة أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة ؛ بسبب السلسلة الصناعية الناضجة والتكلفة المنخفضة ، يكون معدل الاختراق حوالي 95 ٪.

يشمل الجيل الثاني من أشباه الموصلات أرسينيد الغاليوم ، فوسفيد الإنديوم ، وما إلى ذلك ، والتي هي فجوات في نطاق مباشر ولها تنقل إلكترون أعلى. يتم استخدامها على نطاق واسع في اتصالات الأقمار الصناعية ، والاتصالات المتنقلة ، وحقول التنقل GPS مع قوة حوالي 100 واط وتردد حوالي 100 جيجا هرتز. ومع ذلك ، فإن موارد أرسينيد الغاليوم نادرة ومكلفة نسبيًا ، والمادة سامة ولها تأثير أكبر على البيئة. معدل الاختراق هو ما يقرب من 1 ٪.

يشمل الجيل الثالث من أشباه الموصلات كربيد السيليكون ، نيتريد الغاليوم ، وما إلى ذلك ، والتي لها مزايا فجوة النطاق الكبيرة ، والحقل الكهربائي العالي ، والتوصيل الحراري العالي ، ومعدل تشبع الإلكترون السريع ، ومقاومة الإشعاع القوية. يمكنهم تلبية متطلبات تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة من أجل ارتفاع درجة الحرارة ، والطاقة العالية ، والجهد العالي ، والتردد العالي ومقاومة الإشعاع ، ومعدل الاختراق حوالي 5 ٪.

في الواقع ، نظرًا لأن قانون مور الذي تهيمن عليه مواد أشباه الموصلات السيليكون تقترب تدريجياً من الحد المادي ، فقد بدأت أشباه الموصلات المركبة ذات التنقل العالي للإلكترون ، وقوة حقل الانهيار العالية ، والتوصيل الحراري العالي ، وفجوة الطاقة المباشرة ، ونطاق الطاقة الواسع في الارتفاع ، ومن المتوقع أن تصبح واحدة من الطرق لتجاوز قانون مور.

مع زيادة الشعبية والتطبيق الواسع النطاق لأجهزة أشباه الموصلات المركبة ، تم تقديم متطلبات جديدة لتغليف أجهزة ووحدات أشباه الموصلات المركبة بسبب احتياجات التطبيق ، مثل انخفاض الخسارة ، حث المنخفض ، وكثافة الطاقة العالية ، وارتفاع أداء تبديد الحرارة ، والتكامل العالي ، والتكامل المتعدد ، والتي تعطيها لتكنولوجيا التطوير المتقدمة ، مع إجازة التغليف السيليك ، وتهدف إلى استخدام الإجراءات التي تهدف إلى التغليف من الإنتاج ، وتجمعها مع إدخال تعبئة السلالة ، وذلك بتجميعها مع أدوات التعبئة السيليكون ، وتهدف إلى استخدام السلطات من السيليكون ، مع استخدام الإجراءات التي تعبئة عن الحزمة من السيليكون ، و المتطلبات أعلاه مع تحسين موثوقية المنتج.