1. Semicondutores de terceira geração
A tecnologia de semicondutores de primeira geração foi desenvolvida com base em materiais semicondutores como o silício (Si) e o germânio (Ge). Ela constitui a base material para o desenvolvimento de transistores e da tecnologia de circuitos integrados. Os materiais semicondutores de primeira geração lançaram as bases para a indústria eletrônica no século XX e são os materiais fundamentais para a tecnologia de circuitos integrados.
Os materiais semicondutores de segunda geração incluem principalmente arseneto de gálio, fosfeto de índio, fosfeto de gálio, arseneto de índio, arseneto de alumínio e seus compostos ternários. Esses materiais são a base da indústria optoeletrônica da informação. Com base neles, desenvolveram-se indústrias correlatas como iluminação, displays, lasers e energia fotovoltaica. São amplamente utilizados nas tecnologias de informação e nos displays optoeletrônicos contemporâneos.
Os materiais semicondutores de terceira geração incluem o nitreto de gálio e o carbeto de silício. Devido à sua ampla banda proibida, alta velocidade de deriva de saturação de elétrons, alta condutividade térmica e alta rigidez dielétrica, são materiais ideais para a fabricação de dispositivos eletrônicos de alta densidade de potência, alta frequência e baixa perda. Dentre eles, os dispositivos de potência de carbeto de silício apresentam as vantagens de alta densidade de energia, baixo consumo de energia e tamanho reduzido, com amplas perspectivas de aplicação em veículos de novas energias, energia fotovoltaica, transporte ferroviário, big data e outras áreas. Os dispositivos de radiofrequência (RF) de nitreto de gálio apresentam as vantagens de alta frequência, alta potência, ampla largura de banda, baixo consumo de energia e tamanho reduzido, com amplas perspectivas de aplicação em comunicações 5G, Internet das Coisas, radares militares e outras áreas. Além disso, os dispositivos de potência baseados em nitreto de gálio têm sido amplamente utilizados em aplicações de baixa tensão. Além disso, nos últimos anos, espera-se que os materiais de óxido de gálio emergentes formem uma complementaridade técnica com as tecnologias existentes de SiC e GaN, e apresentem perspectivas de aplicação potenciais nos campos de baixa frequência e alta tensão.
Em comparação com os materiais semicondutores de segunda geração, os materiais semicondutores de terceira geração apresentam uma largura de banda proibida maior (a largura da banda proibida do Si, um material semicondutor típico de primeira geração, é de cerca de 1,1 eV; a do GaAs, um material semicondutor típico de segunda geração, é de cerca de 1,42 eV; e a do GaN, um material semicondutor típico de terceira geração, é superior a 2,3 eV), maior resistência à radiação, maior resistência à ruptura por campo elétrico e maior resistência à temperatura. Os materiais semicondutores de terceira geração com largura de banda proibida maior são particularmente adequados para a produção de dispositivos eletrônicos resistentes à radiação, de alta frequência, alta potência e alta densidade de integração. Suas aplicações em dispositivos de radiofrequência de micro-ondas, LEDs, lasers, dispositivos de potência e outros campos atraíram muita atenção e mostraram amplas perspectivas de desenvolvimento em comunicações móveis, redes inteligentes, transporte ferroviário, veículos de nova energia, eletrônicos de consumo e dispositivos de luz ultravioleta e azul-esverdeada [1].
Data da publicação: 25/06/2024