Полупроводники третьего поколения обычно относятся к карбиде кремния (SIC) и нитриду галлия (GAN). Это заявление происходило из Китая и в основном называется широкополосным полупроводником или составным полупроводником на международном уровне.
В соответствии с разницей в ширине полос в полосе, полупроводниковые материалы можно разделить на следующие четыре поколения.
1
Первое поколение полупроводниковых материалов представлено элементными полупроводниковыми материалами, такими как кремний и германия. Его типичным применением являются интегрированные цепи, используемые в основном в низком напряжении, низкой частоте, низкой мощности транзисторов и детекторах.
2
Полупроводниковые материалы второго поколения представлены арсенидом галлия и фосфидом индия (INP). Электронная подвижность материала арсенида галлия в 6 раз больше, чем в кремнии, и имеет прямую полосу. Следовательно, его устройства обладают высокочастотными и высокоскоростными оптоэлектронными свойствами по сравнению с кремниевыми устройствами, и он признан очень подходящим полупроводниковым материалом для связи. В то же время его применение в военных электронных системах становится все более распространенным и незаменимым.
3
Полупроводниковые материалы третьего поколения относятся к нитридам группы III (такие как нитрид галлия (GAN), нитрид алюминия (ALN) и т. Д.), Силиконовый карбид, оксидные полупроводники (такие как оксид цинка (ZNO), оксид галлия (GA2O3), полуконкурные материалы для широкого кальция и и т. Д. По сравнению с первыми двумя поколениями полупроводниковых материалов, полупроводниковые материалы третьего поколения имеют большую зонную полосу и обладают превосходными свойствами, такими как высокое электрическое поле расщепления, высокая теплопроводность, высокая скорость насыщения электронов и сильная радиационная сопротивление.
4
Полупроводник четвертого поколения относится к чрезмерно обширным полупроводниковым материалам, таких как оксид галлия (GA2O3), алмаз (C) и нитрид алюминия (ALN), а также полупрозрачные полупроводники с ультра-врыванием (INSB).
функции
По сравнению с полупроводниками первого и второго поколения, полупроводники третьего поколения имеют характеристики высокой мощности, высокой частоты, высокого давления и высокотемпературного сопротивления и идеально подходят для использования в новых областях, таких как новые энергетические транспортные средства, базовые станции 5G, фотоэлектрическое хранение энергии и центры обработки данных. Материал
По сравнению с устройствами на основе кремния, электроэнергии, изготовленные из карбида из кремния, демонстрируют лучшие физические свойства в высоковольтных сценариях и широко используются в новых инверторах энергетических транспортных средств и фотоэлектрических инверторах.
Материалы нитрида галлия могут быть превращены в мощность, радиочастотную и оптоэлектронные устройства, в зависимости от их эпитаксиальной структуры слоя. Силовые устройства нитрида галлия часто используют кремниевые субстраты и в настоящее время широко используются на рынке потребительских зарядных устройств; Радиочастотные устройства в основном используют кремниевые карбидные материалы в качестве субстратов, которые очень подходят для базовых станций 5G, военных радаров и других сценариев; С точки зрения оптоэлектронных устройств, сапфировые подложки используются светодиодами из нитрида галлия, уже очень зрелые.
тенденции развития
Силиконовый карбид -субстрат может использоваться для приготовления кремниевых карбидных силовых устройств и радиочастотных устройств нитрида галлия и рассматривается как основное сырье полупроводника третьего поколения. Тем не менее, в настоящее время он ограничен методом роста PVT, который затрудняет массовое производство. Производители, такие как Wolf -Speed, продвигают от 6 до 8 дюймов. Кроме того, развиваются методы роста, такие как методы жидкой фазы, также развиваются.
По сравнению с оптоэлектронией и радиочастотными приложениями, рынок мощности нитридов галлия только начался. Он переходит от потребительской электроники к промышленным областям, таким как центры обработки данных и фотоэлектрическое хранение энергии, а затем выходит на автомобильный рынок. Будущие перспективы развития огромны.