ทำไมเราถึงต้องการสารกึ่งตัวนำผสม?

แม้ว่าเทคโนโลยีซิลิคอนและห่วงโซ่อุตสาหกรรมจะเติบโตและต้นทุนการผลิตชิปอยู่ในระดับต่ำ แต่คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ จำกัด การใช้งานในออพโตอิเล็กทรอนิกส์, อุปกรณ์ความถี่สูงและอุปกรณ์พลังงานสูงและอุปกรณ์อุณหภูมิสูง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์สามรุ่นมีลักษณะแตกต่างกันซึ่งกำหนดข้อดีของตนเองและเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน

เซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกรวมถึงซิลิคอนและเจอร์เมเนียมซึ่งมีช่องว่างทางอ้อมแคบและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวต่ำ พวกเขาส่วนใหญ่จะใช้ในแรงดันไฟฟ้าต่ำ, ความถี่ต่ำ (ประมาณ 3GHz), ทรานซิสเตอร์และเครื่องตรวจจับประมาณปานกลางและต่ำ (ประมาณ 100W) และเครื่องตรวจจับ ปัจจุบันเป็นวัสดุการผลิตหลักสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และวงจรรวม เนื่องจากห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ครบกำหนดและต้นทุนต่ำอัตราการเจาะเกือบ 95%

เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สองรวมถึงแกลเลียมอาร์เซไนด์, อินเดียมฟอสเฟต ฯลฯ ซึ่งเป็นช่องว่างของแถบโดยตรงและมีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้น พวกเขามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารผ่านดาวเทียมการสื่อสารบนมือถือและเขตข้อมูลนำทาง GPS ที่มีกำลังประมาณ 100W และความถี่ประมาณ 100GHz อย่างไรก็ตามทรัพยากรแกลเลียมอาร์เซไนด์ค่อนข้างหายากและมีราคาแพงและวัสดุเป็นพิษและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อัตราการเจาะเกือบ 1%

เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามรวมถึงซิลิกอนคาร์ไบด์, แกลเลียมไนไตรด์ ฯลฯ ซึ่งมีข้อดีของ bandgap ขนาดใหญ่สนามไฟฟ้าที่มีการสลายตัวสูงค่าการนำความร้อนสูงอัตราความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนที่รวดเร็วและความต้านทานการแผ่รังสีที่แข็งแกร่ง พวกเขาสามารถตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีพลังงานอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอุณหภูมิสูงพลังงานสูงแรงดันสูงความถี่สูงและความต้านทานรังสีและอัตราการเจาะเกือบ 5%

ในความเป็นจริงตามที่กฎหมายของมัวร์ถูกครอบงำโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนค่อยๆเข้าใกล้ขีด จำกัด ทางกายภาพของมันสารประกอบเซมิคอนดักเตอร์ผสมที่มีความคล่องตัวอิเล็กตรอนสูงความแข็งแรงของสนามที่มีความสำคัญสูงการสลายตัวของความร้อนสูงช่องว่างพลังงานโดยตรงและแถบพลังงานกว้างเริ่มขึ้น

ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสมอย่างกว้างขวางข้อกำหนดใหม่ได้ถูกหยิบยกขึ้นมาสำหรับบรรจุภัณฑ์ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ผสมและโมดูลเนื่องจากความต้องการการใช้งานเช่นการสูญเสียต่ำการเหนี่ยวนำต่ำความหนาแน่นพลังงานสูง ข้อกำหนดข้างต้นในขณะที่ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์