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第三代半導體材料有哪些?

時間:2024/12/2閱讀:20
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第三代半導體材料有哪些?
第三代半導體材料主要包括氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)和氮化鋁(AIN)等寬禁帶化合物。與硅(Si)材料相比,氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)等第三代半導體材料具有寬禁帶、高擊穿電壓、高載流子遷移率、高導熱率、高電子飽和速率等優點,在光電子器件、電力電子器件、固態光源等領域有著廣泛的應用。目前,GaN和SiC材料研究較為廣泛,發展*為迅速。

GaN材料禁帶寬度達到了3.4 eV,因其優異的性能成為高溫、高頻、大功率微波器件的材料之一。20世紀90年代以后,GaN半導體材料以年均30%的增長率快速發展,成為了激光器(LFs)及大功率LED的關鍵性材料,因為GaN禁帶寬度覆蓋了更廣闊的光譜范圍,使得GaN在高亮度LED、激光器產品領域有了商業應用。并且,GaN功率元件進入市場不久,有著與SiC相似的性能優勢,以高功率GaN為例,具有更大的成本控制潛力和更大的輸出功率,成為下一代功率元件的候選材料之一。

SiC具有高熱導率,并且具有與GaN晶格失配小的優勢,非常適合用作新一代LED襯底材料、大功率電力電子材料等。以SiC為代表的第三代半導體材料首先在LED半導體照明領域取得突破,實現規模化應用。目前,SiC器件生產成本持續降低,應用已得到普及,但是,因其使用中存在低電壓部分,使得部分領域中仍舊以硅器件為主。可以肯定的是SiC功率器件市場將會持續走高。
 

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