Zakaj potrebujemo sestavljene polprevodnike?

Čeprav sta silikonska tehnologija in industrijska veriga zrela, stroški proizvodnje čipov pa so nizki, fizikalne lastnosti materiala omejujejo njegovo uporabo v optoelektroniki, visokofrekvenčni in visoko moči ter visokotemperaturne naprave. Tri generacije polprevodniških materialov imajo različne značilnosti, ki določajo tudi njihove lastne prednosti in so primerne za različne scenarije uporabe.

Prva generacija polprevodnikov vključuje silicij in germanium, ki imata ozke posredne vrzeli in nizko nasičeno mobilnost elektronov. Uporabljajo se predvsem v nizkonapetostni, nizkofrekvenčni (približno 3GHz), srednji in nizki moči (približno 100 W) tranzistorji in detektorji. Trenutno so glavni proizvodni materiali za polprevodniške naprave in integrirana vezja; Zaradi zrele industrijske verige in nizkih stroškov je stopnja penetracije skoraj 95%.

Druga generacija polprevodnikov vključuje galijev arsenid, indijev fosfid itd., Ki so neposredne vrzeli v pasu in imajo večjo mobilnost elektronov. Široko se uporabljajo v satelitskih komunikacijah, mobilnih komunikacijah in navigacijskih poljih GPS z močjo približno 100 W in frekvenco približno 100 GHz. Vendar so viri Gallium arsenida razmeroma redki in dragi, material pa je strupen in ima večji vpliv na okolje. Njegova stopnja penetracije je skoraj 1%.

Tretja generacija polprevodnikov vključuje silicijev karbid, galijev nitrid itd. Lahko izpolnjujejo zahteve tehnologije Power Electronics za visoko temperaturo, visoko moč, visokonapetostno, visokofrekvenčno in sevalno odpornost, njegova stopnja penetracije pa je skoraj 5%.

Dejansko, ko se Mooreov zakon prevladuje v silicijevih polprevodniških materialih, se postopoma približuje njegovi fizični meji, sestavljeni polprevodniki z visoko mobilnostjo elektronov, visoko kritično trdnost polja, visoka toplotna prevodnost, neposredna energetska vrzel in širok energijski pas se je začela povečevati in se pričakuje, da bo postal eden izmed načinov za preseganje zakona 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 Za izpolnitev zgornjih zahtev in hkrati izboljšati zanesljivost izdelka.