हमें यौगिक अर्धचालक की आवश्यकता क्यों है?

यद्यपि सिलिकॉन प्रौद्योगिकी और औद्योगिक श्रृंखला परिपक्व हैं, और चिप निर्माण लागत कम है, सामग्री के भौतिक गुण ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च-आवृत्ति और उच्च-शक्ति उपकरणों और उच्च-तापमान उपकरणों में इसके आवेदन को सीमित करते हैं। सेमीकंडक्टर सामग्री की तीन पीढ़ियों में अलग -अलग विशेषताएं होती हैं, जो अपने स्वयं के फायदे भी निर्धारित करती हैं और विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त हैं।

अर्धचालकों की पहली पीढ़ी में सिलिकॉन और जर्मेनियम शामिल हैं, जिनमें संकीर्ण अप्रत्यक्ष बैंड अंतराल और कम संतृप्त इलेक्ट्रॉन गतिशीलता है। वे मुख्य रूप से कम-वोल्टेज, कम-आवृत्ति (लगभग 3GHz), मध्यम और कम-शक्ति (लगभग 100W) ट्रांजिस्टर और डिटेक्टर में उपयोग किए जाते हैं। वे वर्तमान में अर्धचालक उपकरणों और एकीकृत सर्किट के लिए मुख्य विनिर्माण सामग्री हैं; परिपक्व औद्योगिक श्रृंखला और कम लागत के कारण, प्रवेश दर लगभग 95%है।

अर्धचालकों की दूसरी पीढ़ी में गैलियम आर्सेनाइड, इंडियम फॉस्फाइड, आदि शामिल हैं, जो प्रत्यक्ष बैंड अंतराल हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता हैं। वे व्यापक रूप से सैटेलाइट संचार, मोबाइल संचार और जीपीएस नेविगेशन फ़ील्ड में लगभग 100W की शक्ति और लगभग 100GHz की आवृत्ति के साथ उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, गैलियम आर्सेनाइड संसाधन अपेक्षाकृत दुर्लभ और महंगे हैं, और सामग्री विषाक्त है और पर्यावरण पर अधिक प्रभाव पड़ता है। इसकी पैठ दर लगभग 1%है।

अर्धचालकों की तीसरी पीढ़ी में सिलिकॉन कार्बाइड, गैलियम नाइट्राइड, आदि शामिल हैं, जिनमें बड़े बैंडगैप, उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड, उच्च थर्मल चालकता, फास्ट इलेक्ट्रॉन संतृप्ति दर और मजबूत विकिरण प्रतिरोध के फायदे हैं। वे उच्च तापमान, उच्च शक्ति, उच्च वोल्टेज, उच्च आवृत्ति और विकिरण प्रतिरोध के लिए बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, और इसकी पैठ दर लगभग 5%है।

वास्तव में, जैसा कि सिलिकॉन सेमीकंडक्टर सामग्री के हावी मूर के कानून धीरे -धीरे अपनी भौतिक सीमा तक पहुंचते हैं, उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता के साथ यौगिक अर्धचालक, उच्च महत्वपूर्ण ब्रेकडाउन क्षेत्र की ताकत, उच्च तापीय चालकता, प्रत्यक्ष ऊर्जा अंतराल और व्यापक ऊर्जा बैंड बढ़ने लगे हैं, और मूर के कानून को पार करने के तरीकों में से एक बनने की उम्मीद है।

यौगिक सेमीकंडक्टर उपकरणों की बढ़ती लोकप्रियता और व्यापक अनुप्रयोग के साथ, एप्लिकेशन की जरूरतों के कारण यौगिक अर्धचालक उपकरणों और मॉड्यूल की पैकेजिंग के लिए नई आवश्यकताओं को आगे रखा गया है, जैसे कि कम नुकसान, कम इंडक्शन, उच्च शक्ति घनत्व, उच्च एकीकरण, उच्च एकीकरण, और बहु-फ़ंक्शन का उपयोग करना उत्पाद विश्वसनीयता में सुधार करते समय।