[敏感詞]代半導體取代了笨重的電子管,帶來了以集成電路為核心的微電子工業(yè)的發(fā)展和整個 IT 產(chǎn)業(yè)的飛躍,廣泛應用于信息處理和自動控制等領域。
盡管硅擁有很多優(yōu)越的電子特性,但這些特性已經(jīng)快被用到極限,科學家一直在尋找能替代硅的半導體材料,以制造未來的電子設備,隨后化合物半導體橫空出世。
近年來,隨著功率半導體器件、工業(yè)半導體、汽車電力電子等領域的空前發(fā)展,第三代半導體材料越發(fā)凸顯其重要性與優(yōu)越性。目前發(fā)達[敏感詞]都將第三代半導體材料及相關器件等的發(fā)展列為半導體重要新興技術領域。
化合物半導體材料優(yōu)勢顯著隨著半導體器件應用領域的不斷擴大,特別是特殊場合要求半導體能夠在高溫、強輻射、大功率等環(huán)境下性能依然保持穩(wěn)定,[敏感詞]代和第二代半導體材料便無能為力,于是第三代半導體材料。
第三代半導體主要包括氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)。
與[敏感詞]代、第二代半導體材料相比,第三代半導體材料具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率等優(yōu)點,可以滿足現(xiàn)代電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求,從其材料優(yōu)越性來看,頗具發(fā)展?jié)摿?,相信隨著研究的不斷深入,其應用前景將十分廣闊。
SOI 的一個特殊子集是藍寶石上硅工藝,在該行業(yè)中通常稱為 Ultra CMOS。目前,Ultra CMOS 是在標準 6 英寸工藝設備上生產(chǎn)的,8 英寸生產(chǎn)線亦已試制成功。示范成品率可與其它 CMOS 工藝相媲美。
GaAs 生產(chǎn)方式和傳統(tǒng)的硅晶圓生產(chǎn)方式存在較大差異,采用磊晶技術制造,磊晶圓直徑只有 4-6 英寸,而傳統(tǒng)硅晶圓直徑為 12 英寸,對技術和操作精度有較大提升;此外,磊晶圓生產(chǎn)需專門設備,這就使砷化鎵技術成本高于傳統(tǒng)硅基技術。磊晶目前有兩種,一種是化學的 MOCVD,一種是物理的 MBE。

GaN 則是在 GaAs 基礎上的再升級,性能更優(yōu)越,適用于微電子領域和光電子領域。在微電子領域主要為無線通訊、光通訊、無線局域 網(wǎng)、汽車電子產(chǎn)品、軍事電子產(chǎn)品等方面;光電子領域為射頻 IC,具體體現(xiàn)為 PA、LNA 等通信元件。
有望全面取代傳統(tǒng)半導體
從應用領域來看,[敏感詞]代半導體硅(Si),主要應用在數(shù)據(jù)運算領域,第二代半導體砷化鎵(GaAs),主要應用在通信領域,兩者都有一定的局限性。
第三代寬禁帶半導體碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN),以其高溫下的穩(wěn)定性、高效的光電轉化能力、更低的能量損耗等[敏感詞]優(yōu)勢,可以被廣泛應用在各個領域,無論是消費電子設備、照明、新能源汽車、風力發(fā)電機、飛機發(fā)動機,還是導彈和衛(wèi)星,都對這種高性能的半導體有著極大的期待,未來有望全面取代傳統(tǒng)半導體材料。
第三代半導體材料已展現(xiàn)出極其重要的戰(zhàn)略性應用價值,有望突破[敏感詞]、二代半導體材料應用技術的發(fā)展瓶頸,創(chuàng)新開拓時代需求的新技術領域,不僅在信息領域,而且進入到能源領域發(fā)揮極為重要的作用。