hỏi thăm
Mặc dù công nghệ silicon và dây chuyền công nghiệp đã trưởng thành và chi phí sản xuất chip thấp, nhưng tính chất vật lý của vật liệu hạn chế ứng dụng của nó trong quang điện tử, thiết bị tần số cao và công suất cao cũng như thiết bị nhiệt độ cao. Ba thế hệ vật liệu bán dẫn có những đặc điểm khác nhau, điều này cũng quyết định ưu điểm riêng và phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau.
Thế hệ chất bán dẫn đầu tiên bao gồm silicon và germanium, có khoảng trống dải gián tiếp hẹp và độ linh động của electron bão hòa thấp. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các bóng bán dẫn và máy dò điện áp thấp, tần số thấp (khoảng 3GHz), trung bình và công suất thấp (khoảng 100W). Chúng hiện là vật liệu sản xuất chính cho các thiết bị bán dẫn và mạch tích hợp; do dây chuyền công nghiệp trưởng thành và chi phí thấp nên tỷ lệ thâm nhập đạt gần 95%.
Thế hệ chất bán dẫn thứ hai bao gồm gallium arsenide, indium phosphide, v.v., là những vùng cấm trực tiếp và có độ linh động điện tử cao hơn. Chúng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực liên lạc vệ tinh, liên lạc di động và định vị GPS với công suất khoảng 100W và tần số khoảng 100GHz. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên gali arsenide tương đối khan hiếm và đắt tiền, vật liệu này độc hại và có tác động lớn hơn đến môi trường. Tỷ lệ thâm nhập của nó là gần 1%.
Thế hệ chất bán dẫn thứ ba bao gồm cacbua silic, gali nitrit, v.v., có ưu điểm là dải tần lớn, điện trường phân hủy cao, độ dẫn nhiệt cao, tốc độ bão hòa điện tử nhanh và khả năng chống bức xạ mạnh. Chúng có thể đáp ứng các yêu cầu của công nghệ điện tử công suất về nhiệt độ cao, công suất cao, điện áp cao, tần số cao và khả năng chống bức xạ, và tỷ lệ thâm nhập của nó là gần 5%.
Trên thực tế, khi Định luật Moore bị chi phối bởi vật liệu bán dẫn silicon dần dần đạt đến giới hạn vật lý của nó, các chất bán dẫn phức hợp có độ linh động điện tử cao, cường độ trường đánh thủng tới hạn cao, độ dẫn nhiệt cao, khoảng cách năng lượng trực tiếp và dải năng lượng rộng đã bắt đầu tăng lên và được kỳ vọng sẽ trở thành một trong những cách để vượt qua Định luật Moore.
Với sự phổ biến ngày càng tăng và ứng dụng rộng rãi của các thiết bị bán dẫn hỗn hợp, các yêu cầu mới đã được đặt ra cho việc đóng gói các thiết bị và mô-đun bán dẫn hỗn hợp do nhu cầu ứng dụng, như tổn thất thấp, độ tự cảm thấp, mật độ năng lượng cao, hiệu suất tản nhiệt cao, tích hợp cao và đa chức năng, đang tạo ra các lộ trình phát triển khác với công nghệ đóng gói thiết bị silicon và dạng sản phẩm, nhằm mục đích sử dụng công nghệ đóng gói tiên tiến để đáp ứng các yêu cầu trên đồng thời cải thiện độ tin cậy của sản phẩm.
