Introduzione à u GaN di semiconduttori di terza generazione è a tecnulugia epitassiale correlata

1. Semiconduttori di terza generazione

A tecnulugia di semiconduttori di prima generazione hè stata sviluppata basendu si nantu à materiali semiconduttori cum'è Si è Ge. Hè a basa materiale per u sviluppu di transistor è di a tecnulugia di circuiti integrati. I materiali semiconduttori di prima generazione anu messu e basi per l'industria elettronica in u XXu seculu è sò i materiali di basa per a tecnulugia di circuiti integrati.

I materiali semiconduttori di seconda generazione includenu principalmente arseniuru di galliu, fosfuru d'indiu, fosfuru di galliu, arseniuru d'indiu, arseniuru d'aluminiu è i so cumposti ternari. I materiali semiconduttori di seconda generazione sò a basa di l'industria di l'infurmazione optoelettronica. Nantu à sta basa, sò state sviluppate industrie cunnesse cum'è l'illuminazione, i display, i laser è u fotovoltaicu. Sò largamente aduprati in l'industrie cuntempuranee di a tecnulugia di l'infurmazione è di i display optoelettronici.

I materiali rappresentativi di i materiali semiconduttori di terza generazione includenu u nitruru di galliu è u carburu di siliciu. A causa di a so larga banda lacunare, l'alta velocità di deriva di saturazione di l'elettroni, l'alta conducibilità termica è l'alta forza di u campu di rottura, sò materiali ideali per a preparazione di dispositivi elettronichi à alta densità di putenza, alta frequenza è bassa perdita. Frà questi, i dispositivi di putenza di carburu di siliciu anu i vantaghji di alta densità di energia, bassu cunsumu di energia è piccule dimensioni, è anu ampie prospettive di applicazione in veiculi di nova energia, fotovoltaicu, trasportu ferroviariu, big data è altri campi. I dispositivi RF di nitruru di galliu anu i vantaghji di alta frequenza, alta putenza, larga larghezza di banda, bassu cunsumu di energia è piccule dimensioni, è anu ampie prospettive di applicazione in cumunicazioni 5G, l'Internet di e Cose, radar militare è altri campi. Inoltre, i dispositivi di putenza basati nantu à u nitruru di galliu sò stati largamente utilizati in u campu di bassa tensione. Inoltre, in l'ultimi anni, si prevede chì i materiali emergenti di ossidu di galliu formeranu una complementarità tecnica cù e tecnulugie esistenti di SiC è GaN, è anu potenziali prospettive di applicazione in i campi di bassa frequenza è alta tensione.

In paragone cù i materiali semiconduttori di seconda generazione, i materiali semiconduttori di terza generazione anu una larghezza di banda più larga (a larghezza di banda di Si, un materiale tipicu di u materiale semiconduttore di prima generazione, hè di circa 1,1 eV, a larghezza di banda di GaAs, un materiale tipicu di u materiale semiconduttore di seconda generazione, hè di circa 1,42 eV, è a larghezza di banda di GaN, un materiale tipicu di u materiale semiconduttore di terza generazione, hè superiore à 2,3 eV), una resistenza à e radiazioni più forte, una resistenza più forte à a rottura di u campu elettricu è una resistenza à a temperatura più alta. I materiali semiconduttori di terza generazione cù una larghezza di banda più larga sò particularmente adatti per a produzzione di dispositivi elettronichi resistenti à e radiazioni, ad alta frequenza, ad alta putenza è ad alta densità di integrazione. E so applicazioni in dispositivi à radiofrequenza à microonde, LED, laser, dispositivi di putenza è altri campi anu attiratu molta attenzione, è anu mostratu ampie prospettive di sviluppu in e cumunicazioni mobili, e reti intelligenti, u trasportu ferroviariu, i veiculi à nova energia, l'elettronica di cunsumu è i dispositivi à luce ultravioletta è blu-verde [1].