1. เซมิคอนดักเตอร์ยุคที่ 3
เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกได้รับการพัฒนาขึ้นโดยใช้สารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิกอนและเจเนอรัลอิเล็กทริก เป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับการพัฒนาทรานซิสเตอร์และเทคโนโลยีวงจรรวม วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกวางรากฐานให้กับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในศตวรรษที่ 20 และเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับเทคโนโลยีวงจรรวม
วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สองประกอบด้วยแกลเลียมอาร์เซไนด์ อินเดียมฟอสไฟด์ แกลเลียมฟอสไฟด์ อินเดียมอาร์เซไนด์ อะลูมิเนียมอาร์เซไนด์ และสารประกอบสามองค์ประกอบของวัสดุเหล่านี้ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สองถือเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมข้อมูลออปโตอิเล็กทรอนิกส์ โดยอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง เช่น แสงสว่าง จอภาพ เลเซอร์ และโฟโตวอลตาอิคส์ ได้รับการพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานนี้ โดยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสารสนเทศและจอภาพออปโตอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน
วัสดุตัวแทนของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม ได้แก่ แกเลียมไนไตรด์และซิลิกอนคาร์ไบด์ เนื่องจากมีแบนด์แก็ปกว้าง ความเร็วดริฟท์ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวสูง การนำความร้อนสูง และความแข็งแรงของสนามการพังทลายสูง จึงทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการเตรียมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ความถี่สูง และการสูญเสียต่ำ ในบรรดาวัสดุเหล่านี้ อุปกรณ์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์มีข้อดีคือมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ใช้พลังงานต่ำ และมีขนาดเล็ก และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในยานยนต์พลังงานใหม่ โฟโตวอลตาอิกส์ การขนส่งทางรถไฟ ข้อมูลขนาดใหญ่ และสาขาอื่นๆ อุปกรณ์ RF แกเลียมไนไตรด์มีข้อดีคือมีความถี่สูง พลังงานสูง แบนด์วิดท์กว้าง ใช้พลังงานต่ำ และมีขนาดเล็ก และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการสื่อสาร 5G อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง เรดาร์ทางทหาร และสาขาอื่นๆ นอกจากนี้ อุปกรณ์พลังงานที่ใช้แกเลียมไนไตรด์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาแรงดันไฟต่ำ นอกจากนี้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คาดว่าวัสดุแกเลียมออกไซด์ที่เพิ่งเกิดใหม่จะสามารถสร้างความสมบูรณ์ทางเทคนิคกับเทคโนโลยี SiC และ GaN ที่มีอยู่ และมีแนวโน้มนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาความถี่ต่ำและแรงดันไฟฟ้าสูง
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สอง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามจะมีความกว้างของแบนด์แก๊ปที่กว้างกว่า (ความกว้างของแบนด์แก๊ปของซิลิกอน ซึ่งเป็นวัสดุทั่วไปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกอยู่ที่ประมาณ 1.1eV ความกว้างของแบนด์แก๊ปของ GaAs ซึ่งเป็นวัสดุทั่วไปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สองอยู่ที่ประมาณ 1.42eV และความกว้างของแบนด์แก๊ปของ GaN ซึ่งเป็นวัสดุทั่วไปของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามอยู่เหนือ 2.3eV) มีความต้านทานการแผ่รังสีที่แข็งแกร่งกว่า ความต้านทานการแตกของสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งกว่า และทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่มีความกว้างของแบนด์แก๊ปที่กว้างกว่านั้นเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้านทานการแผ่รังสี ความถี่สูง กำลังไฟฟ้าสูง และความหนาแน่นของการผสานรวมสูง การประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ความถี่วิทยุไมโครเวฟ LED เลเซอร์ อุปกรณ์กำลัง และสาขาอื่นๆ ดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก และมีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขวางในระบบสื่อสารเคลื่อนที่ สมาร์ทกริด ระบบขนส่งทางราง รถยนต์พลังงานใหม่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และอุปกรณ์แสงอัลตราไวโอเลตและแสงสีน้ำเงิน-เขียว [1]
เวลาโพสต์: 25 มิ.ย. 2567