तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक GaN और संबंधित एपिटैक्सियल प्रौद्योगिकी का परिचय

1. तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक

पहली पीढ़ी की अर्धचालक तकनीक Si और Ge जैसे अर्धचालक पदार्थों के आधार पर विकसित की गई थी। यह ट्रांजिस्टर और एकीकृत सर्किट प्रौद्योगिकी के विकास के लिए भौतिक आधार है। पहली पीढ़ी की अर्धचालक सामग्रियों ने 20वीं सदी में इलेक्ट्रॉनिक उद्योग की नींव रखी और एकीकृत सर्किट प्रौद्योगिकी के लिए बुनियादी सामग्री हैं।

दूसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों में मुख्य रूप से गैलियम आर्सेनाइड, इंडियम फॉस्फाइड, गैलियम फॉस्फाइड, इंडियम आर्सेनाइड, एल्युमिनियम आर्सेनाइड और उनके त्रिगुण यौगिक शामिल हैं। दूसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग की नींव हैं। इस आधार पर, प्रकाश व्यवस्था, प्रदर्शन, लेजर और फोटोवोल्टिक्स जैसे संबंधित उद्योगों का विकास किया गया है। इनका व्यापक रूप से समकालीन सूचना प्रौद्योगिकी और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों की प्रतिनिधि सामग्रियों में गैलियम नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड शामिल हैं। उनके विस्तृत बैंड गैप, उच्च इलेक्ट्रॉन संतृप्ति बहाव वेग, उच्च तापीय चालकता और उच्च विखंडन क्षेत्र शक्ति के कारण, वे उच्च-शक्ति घनत्व, उच्च-आवृत्ति और कम-हानि वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को तैयार करने के लिए आदर्श सामग्री हैं। उनमें से, सिलिकॉन कार्बाइड बिजली उपकरणों में उच्च ऊर्जा घनत्व, कम ऊर्जा खपत और छोटे आकार के फायदे हैं, और नई ऊर्जा वाहनों, फोटोवोल्टिक्स, रेल परिवहन, बड़े डेटा और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। गैलियम नाइट्राइड आरएफ उपकरणों में उच्च आवृत्ति, उच्च शक्ति, विस्तृत बैंडविड्थ, कम बिजली की खपत और छोटे आकार के फायदे हैं, और 5 जी संचार, इंटरनेट ऑफ थिंग्स, सैन्य रडार और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। इसके अलावा, गैलियम नाइट्राइड-आधारित बिजली उपकरणों का व्यापक रूप से कम वोल्टेज क्षेत्र में उपयोग किया गया है। इसके अतिरिक्त, हाल के वर्षों में, उभरती हुई गैलियम ऑक्साइड सामग्रियों से मौजूदा SiC और GaN प्रौद्योगिकियों के साथ तकनीकी अनुपूरकता बनाने की उम्मीद है, और निम्न-आवृत्ति और उच्च-वोल्टेज क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोग संभावनाएं हैं।

दूसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों की तुलना में, तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों में व्यापक बैंडगैप चौड़ाई होती है (पहली पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ की एक विशिष्ट सामग्री Si की बैंडगैप चौड़ाई लगभग 1.1eV होती है, दूसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ की एक विशिष्ट सामग्री GaAs की बैंडगैप चौड़ाई लगभग 1.42eV होती है, और तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ की एक विशिष्ट सामग्री GaN की बैंडगैप चौड़ाई 2.3eV से ऊपर होती है), मजबूत विकिरण प्रतिरोध, विद्युत क्षेत्र विखंडन के लिए मजबूत प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। व्यापक बैंडगैप चौड़ाई वाली तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ विशेष रूप से विकिरण प्रतिरोधी, उच्च आवृत्ति, उच्च शक्ति और उच्च एकीकरण घनत्व वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन के लिए उपयुक्त होते हैं। माइक्रोवेव रेडियो फ्रीक्वेंसी डिवाइस, एलईडी, लेजर, पावर डिवाइस और अन्य क्षेत्रों में उनके अनुप्रयोगों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है, और उन्होंने मोबाइल संचार, स्मार्ट ग्रिड, रेल पारगमन, नई ऊर्जा वाहन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और पराबैंगनी और नीले-हरे प्रकाश उपकरणों में व्यापक विकास की संभावनाएं दिखाई हैं [1]।

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पोस्ट करने का समय: जून-25-2024
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