Os semicondutores de terceira geração geralmente se referem ao carboneto de silício (SIC) e ao nitreto de gálio (GaN). Esta afirmação originada da China e é principalmente chamada de semicondutores de banda larga ou semicondutor composto internacionalmente.
De acordo com a diferença na largura da banda, os materiais semicondutores podem ser divididos nas quatro gerações a seguir.
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A primeira geração de materiais semicondutores é representada por materiais elementares semicondutores, como silício e germânio. Sua aplicação típica é circuitos integrados, usados principalmente em transistores e detectores de baixa tensão, baixa frequência e baixa potência.
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Os materiais semicondutores de segunda geração são representados por arseneto de gálio e fosfido de índio (INP). A mobilidade eletrônica do material de arseneto de gálio é 6 vezes a do silício e possui uma lacuna de banda direta. Portanto, seus dispositivos possuem propriedades optoeletrônicas de alta e alta velocidade em comparação com dispositivos de silício e é reconhecido como um material semicondutor muito adequado para as comunicações. Ao mesmo tempo, sua aplicação em sistemas eletrônicos militares está se tornando cada vez mais difundida e insubstituível.
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Os materiais semicondutores de terceira geração referem -se a nitretos do grupo III (como nitreto de gálio (GaN), nitreto de alumínio (ALN), etc.), carboneto de silício, semicondutores de óxido (como oxido de zinco) como oxido de gálio (ga2O3), o cálculo da banda de cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálcio e o cálculo do cálcio e o cálculo do cálcio e o cálculo do cálcio e o cálculo do cálcio e do cálculo do cálculo do cálcio e do cálculo do cálcio e do cálculo do cálcio. Comparado com as duas primeiras gerações de materiais semicondutores, a terceira geração de materiais semicondutores possui um grande bandGap e possui propriedades superiores, como alto campo elétrico de ruptura, alta condutividade térmica, alta taxa de saturação de elétrons e forte resistência à radiação.
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O semicondutor de quarta geração refere-se a materiais semicondutores de lacuna de banda ultra-amplos, como óxido de gálio (GA2O3), diamante (C) e nitreto de alumínio (ALN), além de semicondutores de lacunas de banda de ultra-narcular (insbonídeos) como a anteripa de gálio.
características
Comparado com os semicondutores de primeira e segunda geração, os semicondutores de terceira geração têm as características de alta potência, alta frequência, alta pressão e alta resistência à temperatura e são ideais para uso em campos emergentes, como novos veículos de energia, estações de base 5G, armazenamento de energia fotovoltaica e data centers. Material.
Comparados com os dispositivos à base de silício, os dispositivos de energia feitos de materiais de carboneto de silício mostram melhores propriedades físicas em cenários de alta tensão e têm sido amplamente utilizados em novos inversores de veículos energéticos e inversores fotovoltaicos.
Os materiais de nitreto de gálio podem ser transformados em dispositivos de energia, radiofrequência e optoeletrônicos, dependendo da estrutura da camada epitaxial. Os dispositivos de potência de nitreto de gálio geralmente usam substratos de silício e agora são amplamente utilizados no mercado de carregadores de consumidores; Os dispositivos de radiofrequência usam principalmente materiais de carboneto de silício como substratos, que são muito adequados para estações base 5G, radares militares e outros cenários; Em termos de dispositivos optoeletrônicos, os substratos de safira são usados LEDs feitos de nitreto de gálio já são muito maduros.
tendências de desenvolvimento
O substrato de carboneto de silício pode ser usado para preparar dispositivos de potência de carboneto de silício e dispositivos de radiofrequência de nitreto de gálio e é considerado a matéria -prima central do semicondutor de terceira geração. No entanto, atualmente é limitado pelo método de crescimento da PVT, o que dificulta a produção em massa. Fabricantes como a WolfSpeed estão promovendo 6 polegadas a 8 polegadas. Além disso, métodos emergentes de crescimento, como métodos de fase líquida, também estão se desenvolvendo.
Comparado com aplicativos optoeletrônicos e de radiofrequência, o mercado de energia de nitreto de gálio acaba de começar. É a transição da eletrônica de consumo para os campos industriais, como data centers e armazenamento de energia fotovoltaica e, em seguida, entrando no mercado automotivo. As perspectivas futuras de desenvolvimento são enormes.