1. Semi-conducteurs de troisième génération
La technologie des semi-conducteurs de première génération a été développée à partir de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium et le germanium. Elle constitue la base matérielle du développement des transistors et de la technologie des circuits intégrés. Les matériaux semi-conducteurs de première génération ont jeté les bases de l'industrie électronique du XXe siècle et constituent les matériaux de base de la technologie des circuits intégrés.
Les matériaux semi-conducteurs de deuxième génération comprennent principalement l'arséniure de gallium, le phosphure d'indium, l'arséniure d'indium, l'arséniure d'aluminium et leurs composés ternaires. Ils constituent la base de l'industrie de l'information optoélectronique. Sur cette base, des industries connexes telles que l'éclairage, l'affichage, le laser et le photovoltaïque ont été développées. Ils sont largement utilisés dans les technologies de l'information et l'affichage optoélectronique contemporains.
Parmi les matériaux semi-conducteurs de troisième génération, on trouve le nitrure de gallium et le carbure de silicium. Grâce à leur large bande interdite, leur vitesse de dérive de saturation électronique élevée, leur conductivité thermique élevée et leur champ de claquage élevé, ils sont idéaux pour la fabrication de dispositifs électroniques à haute densité de puissance, haute fréquence et faibles pertes. Parmi eux, les dispositifs de puissance en carbure de silicium présentent les avantages d'une densité énergétique élevée, d'une faible consommation d'énergie et d'un encombrement réduit, et offrent de vastes perspectives d'application dans les véhicules à énergies nouvelles, le photovoltaïque, le transport ferroviaire, le big data, etc. Les dispositifs RF en nitrure de gallium présentent les avantages d'une haute fréquence, d'une puissance élevée, d'une large bande passante, d'une faible consommation d'énergie et d'un encombrement réduit, et offrent de vastes perspectives d'application dans les communications 5G, l'Internet des objets, les radars militaires, etc. De plus, les dispositifs de puissance à base de nitrure de gallium sont largement utilisés dans le domaine de la basse tension. De plus, ces dernières années, les nouveaux matériaux à base d'oxyde de gallium devraient constituer une complémentarité technique avec les technologies SiC et GaN existantes, et offrir des perspectives d'application potentielles dans les domaines de la basse fréquence et de la haute tension.
Comparés aux matériaux semi-conducteurs de deuxième génération, les matériaux semi-conducteurs de troisième génération présentent une largeur de bande interdite plus large (la largeur de bande interdite du Si, un matériau typique du matériau semi-conducteur de première génération, est d'environ 1,1 eV, la largeur de bande interdite du GaAs, un matériau typique du matériau semi-conducteur de deuxième génération, est d'environ 1,42 eV, et la largeur de bande interdite du GaN, un matériau typique du matériau semi-conducteur de troisième génération, est supérieure à 2,3 eV), une plus grande résistance aux radiations, une plus grande résistance au claquage sous champ électrique et une résistance à la température plus élevée. Les matériaux semi-conducteurs de troisième génération à largeur de bande interdite plus large sont particulièrement adaptés à la production de dispositifs électroniques résistants aux radiations, haute fréquence, haute puissance et haute densité d'intégration. Leurs applications dans les dispositifs radiofréquences micro-ondes, les LED, les lasers, les dispositifs de puissance et d'autres domaines ont suscité beaucoup d'attention, et ils ont montré de vastes perspectives de développement dans les communications mobiles, les réseaux intelligents, le transport ferroviaire, les véhicules à énergie nouvelle, l'électronique grand public et les dispositifs à lumière ultraviolette et bleu-vert [1].
Date de publication : 25 juin 2024