1. Halfgeleiders van de derde generatie
De eerste generatie halfgeleidertechnologie werd ontwikkeld op basis van halfgeleidermaterialen zoals silicium (Si) en germanium (Ge). Deze materialen vormden de basis voor de ontwikkeling van transistors en geïntegreerde schakelingen. De eerste generatie halfgeleidermaterialen legde de basis voor de elektronica-industrie in de 20e eeuw en zijn de basismaterialen voor geïntegreerde schakelingen.
De tweede generatie halfgeleidermaterialen omvat hoofdzakelijk galliumarsenide, indiumfosfide, aluminiumarsenide en hun ternaire verbindingen. Deze materialen vormen de basis van de opto-elektronische informatie-industrie. Op basis hiervan zijn verwante industrieën zoals verlichting, beeldschermen, lasers en fotovoltaïsche cellen ontwikkeld. Ze worden veelvuldig gebruikt in de hedendaagse informatietechnologie en de opto-elektronische beeldschermindustrie.
Representatieve materialen van de derde generatie halfgeleiders zijn onder andere galliumnitride en siliciumcarbide. Dankzij hun brede bandgap, hoge elektronenverzadigingsdriftsnelheid, hoge thermische geleidbaarheid en hoge doorslagveldsterkte zijn het ideale materialen voor de productie van elektronische apparaten met een hoge vermogensdichtheid, hoge frequentie en lage verliezen. Siliciumcarbide-vermogenscomponenten hebben de voordelen van een hoge energiedichtheid, een laag energieverbruik en een klein formaat, en hebben brede toepassingsmogelijkheden in elektrische voertuigen, fotovoltaïsche systemen, spoorvervoer, big data en andere gebieden. Galliumnitride-RF-componenten hebben de voordelen van een hoge frequentie, hoog vermogen, brede bandbreedte, laag energieverbruik en een klein formaat, en hebben brede toepassingsmogelijkheden in 5G-communicatie, het Internet of Things, militaire radar en andere gebieden. Daarnaast worden op galliumnitride gebaseerde vermogenscomponenten al veelvuldig gebruikt in de laagspanningssector. Bovendien wordt verwacht dat opkomende galliumoxidematerialen de afgelopen jaren een technische complementariteit zullen vormen met bestaande SiC- en GaN-technologieën, en potentiële toepassingsmogelijkheden hebben in de laagfrequentie- en hoogspanningssector.
Vergeleken met de halfgeleidermaterialen van de tweede generatie hebben de halfgeleidermaterialen van de derde generatie een bredere bandgap (de bandgap van Si, een typisch materiaal van de eerste generatie, is ongeveer 1,1 eV, de bandgap van GaAs, een typisch materiaal van de tweede generatie, is ongeveer 1,42 eV, en de bandgap van GaN, een typisch materiaal van de derde generatie, is meer dan 2,3 eV), een sterkere stralingsbestendigheid, een sterkere weerstand tegen doorslag door een elektrisch veld en een hogere temperatuurbestendigheid. De halfgeleidermaterialen van de derde generatie met een bredere bandgap zijn bijzonder geschikt voor de productie van stralingsbestendige, hoogfrequente, krachtige en elektronische apparaten met een hoge integratiedichtheid. Hun toepassingen in microgolf-radiofrequentieapparaten, LED's, lasers, vermogensapparaten en andere gebieden hebben veel aandacht getrokken en ze hebben brede ontwikkelingsperspectieven laten zien in mobiele communicatie, slimme netwerken, spoorwegvervoer, elektrische voertuigen, consumentenelektronica en ultraviolette en blauwgroene lichtapparaten [1].
Geplaatst op: 25 juni 2024