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你知道宽禁带半导体吗?

科普中国网    2021-08-13 19:42

宽禁带半导体材料典型代表有碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),这些半导体材料也称为第三代半导体材料。与以硅(Si)和砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体相比,宽禁带半导体的优点更加的突出。

宽禁带半导体主要具有以下四种优点:

1、宽禁带半导体材料具有较大的禁带宽度以及很高的击穿电场强度,使得宽禁带器件能够承受的峰值电压大幅度提高,器件的输出功率可获得大规模提升;

2、宽禁带材料具有高热导率、高化学稳定性等优点,使得功率器件可以在更加恶劣的环境下工作,可极大提高系统的稳定性与可靠性;

3、宽禁带材料抗辐射能力非常好,在辐射环境下,宽禁带器件对辐射的稳定性比Si器件高10至100倍,因此是制作耐高温、抗辐射的大功率微波功率器件的优良材料;

4、宽禁带半导体器件的结温高,故在冷却条件较差、热设计保障较差的环境下也能够稳定工作。

近年来,迅速发展起来的以GaN、SiC为代表的宽禁带半导体材料是固态光源和电力电子、微波射频器件的重要元件在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域具有广阔的应用前景,可望成为支撑信息、能源、交通等产业发展的重点新材料,适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件。

总而言之,三代宽禁带半导体材料的出现有效弥补了传统一、二代半导体材料在高温、高频等领域的不足,能够较好适应半导体技术飞速发展的需要。目前,三代半导体材料还难以完全取代前两代半导体材料。

 

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责任编辑: 4150ZYN

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