1. Halfgeleiders van de derde generatie
De eerste generatie halfgeleidertechnologie werd ontwikkeld op basis van halfgeleidermaterialen zoals Si en Ge. Het vormt de basis voor de ontwikkeling van transistors en geïntegreerde schakelingen. De eerste generatie halfgeleidermaterialen legden de basis voor de elektronische industrie in de 20e eeuw en vormen de basismaterialen voor geïntegreerde schakelingen.
De tweede generatie halfgeleidermaterialen omvat voornamelijk galliumarsenide, indiumfosfide, galliumfosfide, indiumarsenide, aluminiumarsenide en hun ternaire verbindingen. Deze halfgeleidermaterialen vormen de basis van de opto-elektronische informatie-industrie. Op basis hiervan zijn aanverwante industrieën zoals verlichting, beeldschermen, laser en fotovoltaïsche cellen ontwikkeld. Ze worden veel gebruikt in de hedendaagse informatietechnologie en opto-elektronische beeldschermindustrie.
Representatieve materialen voor de derde generatie halfgeleidermaterialen zijn onder andere galliumnitride en siliciumcarbide. Dankzij hun brede bandgap, hoge elektronenverzadigingsdriftsnelheid, hoge thermische geleidbaarheid en hoge doorslagsterkte zijn ze ideale materialen voor de productie van elektronische apparaten met een hoge vermogensdichtheid, hoge frequenties en laag verlies. Siliciumcarbide-apparaten hebben voordelen zoals een hoge energiedichtheid, een laag energieverbruik en een klein formaat, en bieden brede toepassingsmogelijkheden in nieuwe energievoertuigen, fotovoltaïsche energie, spoorvervoer, big data en andere sectoren. RF-apparaten op basis van galliumnitride hebben voordelen zoals een hoge frequentie, een hoog vermogen, een grote bandbreedte, een laag energieverbruik en een klein formaat, en bieden brede toepassingsmogelijkheden in 5G-communicatie, het internet der dingen, militaire radar en andere sectoren. Daarnaast worden apparaten op basis van galliumnitride veel gebruikt in de laagspanningssector. Bovendien wordt verwacht dat in de afgelopen jaren nieuwe galliumoxidematerialen een technische aanvulling zullen vormen op bestaande SiC- en GaN-technologieën en potentiële toepassingsmogelijkheden bieden op het gebied van laagfrequenties en hoogspanning.
Vergeleken met halfgeleidermaterialen van de tweede generatie hebben halfgeleidermaterialen van de derde generatie een grotere bandgap (de bandgap van Si, een typisch materiaal van halfgeleidermaterialen van de eerste generatie, is ongeveer 1,1 eV, de bandgap van GaAs, een typisch materiaal van halfgeleidermaterialen van de tweede generatie, is ongeveer 1,42 eV en de bandgap van GaN, een typisch materiaal van halfgeleidermaterialen van de derde generatie, is meer dan 2,3 eV), een sterkere stralingsbestendigheid, een sterkere weerstand tegen doorslag van elektrische velden en een hogere temperatuurbestendigheid. Halfgeleidermaterialen van de derde generatie met een grotere bandgap zijn bijzonder geschikt voor de productie van stralingsbestendige, hoogfrequente, vermogensrijke en integratiedichte elektronische componenten. Hun toepassingen in microgolfradiofrequentie-apparaten, LED's, lasers, elektrische apparaten en andere gebieden hebben veel aandacht getrokken, en ze hebben brede ontwikkelingsperspectieven getoond op het gebied van mobiele communicatie, slimme netwerken, spoorwegvervoer, nieuwe energievoertuigen, consumentenelektronica en ultraviolet- en blauwgroenlicht-apparaten [1].
Plaatsingstijd: 25 juni 2024