Półprzewodnicy trzeciej generacji zwykle odnoszą się do węgliku krzemu (SIC) i azotku galu (GAN). To stwierdzenie pochodzi z Chin i jest głównie nazywane półprzewodnikiem szerokim bandgap lub półprzewodników na szczeblu międzynarodowym.
Zgodnie z różnicą w szerokości bandgap materiały półprzewodników można podzielić na następujące cztery pokolenia.
1
Pierwsza generacja materiałów półprzewodnikowych jest reprezentowana przez elementarne materiały półprzewodników, takie jak krzemion i german. Jego typową aplikacją są obwody zintegrowane, stosowane głównie w niskim napięciu, niskiej częstotliwości, tranzystorach niskiej mocy i detektorach.
2
Materiały półprzewodników drugiej generacji są reprezentowane przez arsenid galu i fosfor indowy (INP). Mobilność elektronów materiału arsenu galu jest 6 razy większa niż krzem i ma bezpośrednią lukę pasmową. Dlatego jego urządzenia mają właściwości optoelektroniczne o wysokiej częstotliwości i szybkiej prędkości w porównaniu z urządzeniami krzemu i są uznawane za bardzo odpowiedni materiał półprzewodnikowy do komunikacji. Jednocześnie jego zastosowanie w wojskowych systemach elektronicznych staje się coraz bardziej rozpowszechnione i niezastąpione.
3
Materiały półprzewodników trzeciej generacji odnoszą się do azotków III grupy III (takich jak azotek galu (GAN), azotek glinu (ALN) itp.), Węglowodan krzemowy, materiały półprzewodników (takie jak tlenek cynku (ZnO), tlenek galu (GA2O3), szerokie bandgap wapnia. W porównaniu z pierwszymi dwoma pokoleniami materiałów półprzewodnikowych, trzecia generacja materiałów półprzewodnikowych ma dużą bandgap i ma najwyższe właściwości, takie jak wysokie pola elektryczne, wysoka przewodność cieplna, wysoka szybkość nasycenia elektronów i silna odporność na promieniowanie.
4
Półprzewodnik czwartej generacji odnosi się do ultra szerokich materiałów półprzewodnikowych pasmowych, takich jak tlenek galu (GA2O3), diament (C) i azotek aluminiowy (ALN), a także ultra-nerrow przerwę na półprzewodnika, takich jak antimonid gali (gaz) i indium (INSB).
cechy
W porównaniu z półprzewodnikami pierwszej i drugiej generacji półprzewodniki trzeciej generacji mają charakterystykę o wysokiej mocy, wysokiej częstotliwości, wysokiego ciśnienia i oporności o wysokiej temperaturze i są idealne do stosowania w pojawiających się dziedzinach, takich jak nowe pojazdy energetyczne, stacje bazowe 5G, magazynowanie energii fotowoltaicznej i centra danych. Tworzywo.
W porównaniu z urządzeniami na bazie krzemu, urządzenia energetyczne wykonane z materiałów z węglika krzemu wykazują lepsze właściwości fizyczne w scenariuszach wysokiego napięcia i były szeroko stosowane w nowych falownikach pojazdów energetycznych i falownikach fotowoltaicznych.
Materiały azotku galu mogą być przekształcone w moc, częstotliwość radiową i urządzenia optoelektroniczne, w zależności od ich struktury warstwy epitaksjalnej. Urządzenia energii azotku gali często używają substratów krzemu i są obecnie szeroko stosowane na rynku ładowarki konsumenckiej; Urządzenia dotyczące częstotliwości radiowej wykorzystują głównie materiały z węglików krzemowych jako podłoża, które są bardzo odpowiednie dla stacji bazowych 5G, radarów wojskowych i innych scenariuszy; Jeśli chodzi o urządzenia optoelektroniczne, podłoża szafirowe są używane diody LED wykonane z azotku galu są już bardzo dojrzałe.
Trendy rozwojowe
Podłoże z węglika krzemu można stosować do przygotowania urządzeń do węglika krzemowego i urządzeń radiowych azotku azotku azotku i jest uważany za podstawowy surowiec półprzewodnika trzeciej generacji. Jest jednak obecnie ograniczony metodą wzrostu PVT, co sprawia, że produkcja masowa jest bardzo trudna. Producenci tacy jak Wolfspeed promują od 6 cali do 8 cali. Ponadto rozwijają się również pojawiające się metody wzrostu, takie jak metody fazy ciekłej.
W porównaniu z optoelektroniką i zastosowaniami częstotliwości radiowej, właśnie rozpoczął się rynek energii azotku galu. Przechodzi z elektroniki użytkowej do dziedzin przemysłowych, takich jak centra danych i fotowoltaiczna magazyn energii, a następnie wchodzi na rynek motoryzacyjny. Przyszłe perspektywy rozwoju są ogromne.