De ce avem nevoie de semiconductori compuși?

Deși tehnologia de siliciu și lanțul industrial sunt mature, iar costul de fabricație a cipurilor este scăzut, proprietățile fizice ale materialului își limitează aplicarea în optoelectronică, dispozitive de înaltă frecvență și de înaltă putere și dispozitive la temperaturi ridicate. Cele trei generații de materiale semiconductoare au caracteristici diferite, ceea ce determină, de asemenea, propriile avantaje și este potrivit pentru diferite scenarii de aplicare.

Prima generație de semiconductori include siliciu și germaniu, care au goluri indirecte înguste de bandă și mobilitate cu electroni saturați scăzute. Sunt utilizate în principal în tranzistoare și detectoare de joasă tensiune, de joasă tensiune (aproximativ 3GHz), medie și joasă (aproximativ 100W). În prezent, acestea sunt principalele materiale de fabricație pentru dispozitivele semiconductoare și circuitele integrate; Datorită lanțului industrial matur și a costurilor reduse, rata de penetrare este de aproape 95%.

A doua generație de semiconductori include arsenidă de galiu, fosfură de indiu etc., care sunt lacune directe de bandă și au o mobilitate mai mare de electroni. Sunt utilizate pe scară largă în comunicații prin satelit, comunicații mobile și câmpuri de navigație GPS, cu o putere de aproximativ 100W și o frecvență de aproximativ 100 GHz. Cu toate acestea, resursele de arsenidă de galiu sunt relativ rare și costisitoare, iar materialul este toxic și are un impact mai mare asupra mediului. Rata de penetrare este de aproape 1%.

Cea de -a treia generație de semiconductori include carbură de siliciu, nitrură de galiu etc., care au avantajele bandgap -ului mare, câmpul electric mare de defalcare, conductivitatea termică ridicată, rata rapidă de saturație a electronilor și rezistența puternică a radiațiilor. Acestea pot îndeplini cerințele tehnologiei electronice de putere pentru temperaturi ridicate, putere ridicată, tensiune ridicată, frecvență ridicată și rezistență la radiații, iar rata de penetrare a acesteia este de aproape 5%.

De fapt, pe măsură ce legea lui Moore dominată de materiale cu semiconductor de siliciu se apropie treptat de limita sa fizică, semiconductorii compuși cu mobilitate ridicată de electroni, rezistență la defalcare critică ridicată, conductivitate termică ridicată, decalaj de energie directă și bandă de energie largă au început să crească și sunt de așteptat să devină una dintre modalitățile de a depăși legea lui 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 Cerințele de mai sus, îmbunătățind fiabilitatea produsului.