Perché abbiamo bisogno di semiconduttori composti?

Sebbene la tecnologia del silicio e la catena industriale siano mature e il costo di produzione del chip è basso, le proprietà fisiche del materiale limitano la sua applicazione in optoelettronica, dispositivi ad alta frequenza e ad alta potenza e dispositivi ad alta temperatura. Le tre generazioni di materiali a semiconduttore hanno caratteristiche diverse, il che determina anche i propri vantaggi ed è adatto a diversi scenari di applicazione.

La prima generazione di semiconduttori comprende silicio e germanio, che hanno stretti lacune di banda indiretta e bassa mobilità elettronica satura. Sono utilizzati principalmente in transistor e rivelatori a bassa tensione, a bassa frequenza (circa 3 GHz), media e bassa potenza (circa 100 W). Sono attualmente i principali materiali di produzione per dispositivi a semiconduttore e circuiti integrati; A causa della catena industriale matura e del basso costo, il tasso di penetrazione è di quasi il 95%.

La seconda generazione di semiconduttori comprende arsenide di gallio, fosfuro di indio, ecc., Che sono lacune a banda diretta e hanno una maggiore mobilità degli elettroni. Sono ampiamente utilizzati nei campi di comunicazione satellitare, comunicazioni mobili e di navigazione GPS con una potenza di circa 100 W e una frequenza di circa 100 GHz. Tuttavia, le risorse di arsenide al gallio sono relativamente scarse e costose e il materiale è tossico e ha un impatto maggiore sull'ambiente. Il suo tasso di penetrazione è di quasi l'1%.

La terza generazione di semiconduttori comprende carburo di silicio, nitruro di gallio, ecc., Che presentano i vantaggi di grandi gap di banda, elevato campo elettrico di rottura, alta conducibilità termica, velocità di saturazione elettronica rapida e forte resistenza alle radiazioni. Possono soddisfare i requisiti della tecnologia di elettronica di potenza per alta temperatura, alta potenza, alta tensione, alta frequenza e resistenza alle radiazioni e il suo tasso di penetrazione è di quasi il 5%.

In effetti, mentre la legge di Moore dominava dai materiali a semiconduttore al silicio si avvicina gradualmente al suo limite fisico, ai semiconduttori composti con elevata mobilità elettronica, elevata resistenza al campo di rottura critica, alta conducibilità termica, divario energetico diretto e banda di energia ampia che si prevede di salire e si prevede che diventino uno dei modi per superare la legge di Moore.

With the increasing popularity and widespread application of compound semiconductor devices, new requirements have been put forward for the packaging of compound semiconductor devices and modules due to application needs, such as low loss, low inductance, high power density, high heat dissipation performance, high integration, and multi-functions, which are giving rise to development routes different from silicon device packaging technology and product forms, with the aim of using advanced packaging technology to meet the above Requisiti migliorando l'affidabilità del prodotto.