1. Напівпровідники третього покоління
Напівпровідникова технологія першого покоління була розроблена на основі напівпровідникових матеріалів, таких як Si та Ge. Вона є матеріальною основою для розробки транзисторів та технології інтегральних схем. Напівпровідникові матеріали першого покоління заклали основу для електронної промисловості у 20 столітті та є основними матеріалами для технології інтегральних схем.
До напівпровідникових матеріалів другого покоління в основному належать арсенід галію, фосфід індію, фосфід галію, арсенід індію, арсенід алюмінію та їх потрійні сполуки. Напівпровідникові матеріали другого покоління є основою оптоелектронної інформаційної індустрії. На цій основі були розроблені суміжні галузі, такі як освітлення, дисплеї, лазери та фотоелектричні елементи. Вони широко використовуються в сучасних інформаційних технологіях та оптоелектронних дисплеях.
До репрезентативних матеріалів напівпровідників третього покоління належать нітрид галію та карбід кремнію. Завдяки широкій забороненій зоні, високій швидкості дрейфу насичення електронів, високій теплопровідності та високій напруженості пробивного поля, вони є ідеальними матеріалами для виготовлення електронних пристроїв з високою щільністю потужності, високою частотою та низькими втратами. Серед них силові пристрої на основі карбіду кремнію мають переваги високої щільності енергії, низького енергоспоживання та малого розміру, а також широкі перспективи застосування в транспортних засобах на нових джерелах енергії, фотоелектричних системах, залізничному транспорті, великих даних та інших галузях. Радіочастотні пристрої на основі нітриду галію мають переваги високої частоти, високої потужності, широкої смуги пропускання, низького енергоспоживання та малого розміру, а також широкі перспективи застосування в 5G-зв'язку, Інтернеті речей, військовому радарі та інших галузях. Крім того, силові пристрої на основі нітриду галію широко використовуються в галузі низької напруги. Крім того, в останні роки очікується, що нові матеріали на основі оксиду галію технічно доповнюватимуть існуючі технології SiC та GaN та матимуть потенційні перспективи застосування в галузях низьких частот та високих напруг.
Порівняно з напівпровідниковими матеріалами другого покоління, напівпровідникові матеріали третього покоління мають ширшу ширину забороненої зони (ширина забороненої зони Si, типового матеріалу напівпровідникового матеріалу першого покоління, становить близько 1,1 еВ, ширина забороненої зони GaAs, типового матеріалу напівпровідникового матеріалу другого покоління, становить близько 1,42 еВ, а ширина забороненої зони GaN, типового матеріалу напівпровідникового матеріалу третього покоління, перевищує 2,3 еВ), сильнішу радіаційну стійкість, сильнішу стійкість до пробою електричним полем та вищу температурну стійкість. Напівпровідникові матеріали третього покоління з ширшою шириною забороненої зони особливо підходять для виробництва радіаційно стійких, високочастотних, потужних та високощільно інтегрованих електронних пристроїв. Їх застосування в мікрохвильових радіочастотних пристроях, світлодіодах, лазерах, силових пристроях та інших галузях привернуло значну увагу, і вони показали широкі перспективи розвитку в мобільному зв'язку, інтелектуальних мережах, залізничному транспорті, транспортних засобах нової енергії, побутовій електроніці та пристроях ультрафіолетового та синьо-зеленого світла [1].
Час публікації: 25 червня 2024 р.