Polprevodniki tretje generacije se običajno nanašajo na silicijev karbid (SIC) in galijev nitrid (GAN). Ta izjava izvira iz Kitajske in se večinoma imenuje široko pasu polprevodnika ali spojine polprevodnika v mednarodnem prostoru.
Glede na razliko v širini pasu lahko polprevodniške materiale razdelimo na naslednje štiri generacije.
1
Prva generacija polprevodniških materialov je predstavljena z elementarnimi polprevodniškimi materiali, kot sta silicij in germanij. Njegova tipična uporaba so integrirana vezja, ki se uporabljajo predvsem v nizki napetosti, nizki frekvenci, nizki električni tranzistorji in detektorji.
2
Polprevodniški materiali druge generacije predstavljajo galijev arsenid in indijev fosfid (INP). Elektronska mobilnost materiala Gallium arsenida je 6 -krat večja od silicija in ima neposredno vrzel v pasu. Zato imajo njegove naprave visokofrekvenčne in hitre optoelektronske lastnosti v primerjavi s silikonskimi napravami, prepoznane pa je kot zelo primeren polprevodniški material za komunikacijo. Hkrati je njegova uporaba v vojaških elektronskih sistemih vse bolj razširjena in nenadomestljiva.
3
Polprevodniški materiali tretje generacije se nanašajo na nitride skupine III (na primer galijev nitrid (gan), aluminijev nitrid (ALN) itd.), Silicijevi karbid, oksidni polprevodniki (na primer cinkovo oksid (ZnO), galijev oksid (GA2O3), kot je titanij, kot je titanij, in itd. diamant. V primerjavi s prvima dvema generacijama polprevodniških materialov ima tretja generacija polprevodniških materialov velik pas in ima vrhunske lastnosti, kot so električno polje z visoko razgradnjo, visoka toplotna prevodnost, visoka stopnja nasičenosti elektronov in močna odpornost na sevanje.
4
Polprevodnik četrte generacije se nanaša na polprevodniške materiale za ultra široke pasove, kot so galijev oksid (Ga2O3), Diamond (C) in aluminijevi nitrid (ALN), pa tudi na ultra-narko pasovne reke polprevodnikov, kot je galijev antimonid (Gasb) in indimonid.
lastnosti
V primerjavi s polprevodniki prve in druge generacije imajo polprevodniki tretje generacije značilnosti visoke moči, visoke frekvence, visokega tlaka in visoke temperaturne odpornosti in so idealni za uporabo na nastajajočih poljih, kot so nova energetska vozila, 5G osnovne postaje, fotovoltaična energetska shranjevanje in podatkovni centri. Material.
V primerjavi z napravami na osnovi silicija, napajalne naprave, narejene iz materialov iz silicijevega karbida, kažejo boljše fizične lastnosti v scenarijih z visoko napetostjo in se pogosto uporabljajo v novih pretvornikih energijskih vozil in fotovoltaičnih pretvornikih.
Gallijevi nitridni materiali se lahko naredijo v napajalni, radiofrekvenčni in optoelektronski napravi, odvisno od njihove strukture epitaksialne plasti. Naprave za napajanje Gallium nitrida pogosto uporabljajo silicijeve podlage in se zdaj pogosto uporabljajo na trgu potrošniških polnilcev; Radiofrekvenčne naprave večinoma uporabljajo materiale iz silicijevega karbida kot substrate, ki so zelo primerni za 5G bazne postaje, vojaške radarje in druge scenarije; Glede na optoelektronske naprave se sapphirske podlage uporabljajo LED, izdelane iz galijevega nitrida, so že zelo zrele.
razvojni trendi
Silicijev karbidni substrat se lahko uporablja za pripravo naprav za silicijevo karbid in radiofrekvenčne naprave Gallium nitrida in velja za jedro surovine polprevodnika tretje generacije. Vendar je trenutno omejena z metodo rasti PVT, zaradi česar je množična proizvodnja zelo otežena. Proizvajalci, kot je WolfSpeed, promovirajo 6 palcev do 8 centimetrov. Poleg tega se razvijajo tudi nastajajoče metode rasti, kot so tekoče fazne metode.
V primerjavi z optoelectronics in radiofrekvenčnimi aplikacijami se je šele začel trg moči Gallium nitrida. Prehaja iz potrošniške elektronike na industrijska polja, kot so podatkovni centri in fotonapetostna shranjevanje energije, nato pa vstopi na avtomobilski trg. Prihodnji razvojni možnosti so ogromne.