نیمه هادی های نسل سوم معمولاً به کاربید سیلیکون (SIC) و نیترید گالیم (GAN) اشاره می کنند. این بیانیه از چین سرچشمه گرفته است و اکثراً نیمه هادی باند گسترده یا نیمه هادی مرکب در سطح بین المللی نامیده می شود.
با توجه به تفاوت در عرض باند ، مواد نیمه هادی را می توان به چهار نسل زیر تقسیم کرد.
نسل اول مواد نیمه هادی توسط مواد نیمه هادی ابتدایی مانند سیلیکون و ژرمانیوم نشان داده شده است. کاربرد معمولی آن مدارهای یکپارچه است که عمدتاً در ولتاژ کم ، فرکانس پایین ، ترانزیستورهای قدرت کم و ردیاب استفاده می شود.
مواد نیمه هادی نسل دوم توسط گالیم آرسنید و ایندیم فسفید (INP) نشان داده شده است. تحرک الکترونی مواد آرسنید گالیم 6 برابر سیلیکون است و دارای شکاف باند مستقیم است. بنابراین ، دستگاه های آن در مقایسه با دستگاه های سیلیکون دارای خاصیت نوری با فرکانس بالا و پر سرعت هستند و به عنوان یک ماده نیمه هادی بسیار مناسب برای ارتباطات شناخته می شوند. در عین حال ، کاربرد آن در سیستم های الکترونیکی نظامی به طور فزاینده ای گسترده و غیر قابل جبران می شود.
مواد نیمه هادی نسل سوم به نیتریدهای گروه III (مانند نیترید گالیم (GAN) ، نیترید آلومینیوم (ALN) و غیره) ، کاربید سیلیکون ، نیمه هادی اکسید (مانند اکسید روی (ZNO) ، اکسید گالیم (GA2O3) ، کلسیم گسترده و غیره) و غیره اشاره دارد. در مقایسه با دو نسل اول مواد نیمه هادی ، نسل سوم مواد نیمه هادی دارای یک باند بزرگ است و دارای خواص برتر مانند میدان الکتریکی با شکست بالا ، هدایت حرارتی بالا ، میزان اشباع الکترونی بالا و مقاومت شدید تابش است.
نیمه هادی نسل چهارم به مواد نیمه هادی شکاف باند فوق العاده گسترده مانند گالیم اکسید گالیم (GA2O3) ، الماس (C) و نیترید آلومینیوم (ALN) و همچنین نیمه هادی های باند فوق العاده نانوری مانند آنتی مونید گالیم (GASB) و آنتیمونید Indium (Insb) اشاره دارد.
در مقایسه با نیمه هادی های نسل اول و دوم ، نیمه هادی های نسل سوم ویژگی های قدرت بالا ، فرکانس بالا ، فشار بالا و مقاومت در برابر دمای بالا را دارند و برای استفاده در زمینه های نوظهور مانند وسایل نقلیه انرژی جدید ، ایستگاه های پایه 5G ، ذخیره انرژی فتوولتائیک و مراکز داده ایده آل هستند. ماده
در مقایسه با دستگاه های مبتنی بر سیلیکون ، دستگاه های برق ساخته شده از مواد کاربید سیلیکون خصوصیات فیزیکی بهتری را در سناریوهای ولتاژ بالا نشان می دهند و به طور گسترده در اینورترهای خودروهای انرژی و اینورترهای فتوولتائیک مورد استفاده قرار می گیرند.
مواد نیترید گالیم بسته به ساختار لایه اپیتاکسیال آنها را می توان به قدرت ، فرکانس رادیویی و دستگاه های نوری تبدیل کرد. دستگاه های قدرت نیترید گالیم اغلب از بسترهای سیلیکون استفاده می کنند و اکنون در بازار شارژر مصرف کننده مورد استفاده قرار می گیرند. دستگاه های فرکانس رادیویی بیشتر از مواد کاربید سیلیکون به عنوان بسترها استفاده می کنند ، که برای ایستگاه های پایه 5G ، رادارهای نظامی و سایر سناریوها بسیار مناسب هستند. از نظر دستگاه های نوری ، بسترهای یاقوت کبود از LED های ساخته شده از نیترید گالیم استفاده می شوند در حال حاضر بسیار بالغ هستند.
از بستر کاربید سیلیکون می توان برای تهیه دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون و دستگاه های فرکانس رادیویی گالیم نیترید استفاده کرد و به عنوان ماده اولیه اصلی نیمه هادی نسل سوم در نظر گرفته می شود. با این حال ، در حال حاضر با روش رشد PVT محدود است ، که تولید انبوه را بسیار دشوار می کند. تولید کنندگان مانند Wolfspeed در حال ارتقاء 6 اینچ به 8 اینچ هستند. علاوه بر این ، روشهای رشد در حال ظهور مانند روشهای فاز مایع نیز در حال توسعه هستند.
