第三代半导体材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)尊龙人生就是博游戏、金刚石、氮化铝(AlN)等为代表的宽禁带半导体材料。
与第一、二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.3eV),亦被称为高温半导体材料。
从目前第三代半导体材料及器件的研究来看,较为成熟的第三代半导体材料是碳化硅和氮化镓,而氧化锌、金刚石插口、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),被行业称为第三代半导体材料的双雄。
基于第三代半导体的优良特性,其在通信、汽车、高铁、卫星通信、航空航天等应用场景中颇具优势。其中,碳化硅、氮化镓的研究和发展较为成熟。以SiC为核心的功率半导体,是新能源汽车充电桩、轨道交通系统等公共交通领域的基础性控件;射频半导体以GaN为原材料,是支撑5G基站建设的核心;第三代半导体在消费电子、工业新能源以及人工智能为代表的未来新领域,发挥着重要的基础作用。近年来,随着新能源汽车的兴起,碳化硅IGBT器件逐渐被应用于超级快充,展现出了强大的市场潜力,第三代半导体发展进入快车道。
无规矩不成方圆,只有有了规矩,有了标准,这个世界才变得稳定有序调制掺杂场效晶体管!标准是科学、技术和实践经验的总结。为在一定的范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动,即制定、发布及实施标准的过程,称为标准化。
为规范第三代半导体材料的发展,相关组织和机构也出台了一系列的标准。(以下第三代半导体标准只统计其作为宽禁带半导体材料的
碳化硅(SiC)材料是功率半导体行业主要进步发展方向,用于制作功率器件,可显着提高电能利用率。可预见的未来内,新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用场景。特斯拉作为技术先驱,已率先在Model 3中集成全碳化硅模块,其他一线车企亦皆计划扩大碳化硅的应用。随着碳化硅器件制造成本的日渐降低、工艺技术的逐步成熟,碳化硅功率器件行业未来可期。相关标准如下,
氮化镓,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器的条件下,产生紫光(405nm)激光。
GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场,是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前,随着 MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破计数管,成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。
)蓝宝石晶体属于人造宝石晶体,主要应用于制作LED灯的关键材料,也是应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的重要窗口材料。蓝宝石晶体是一种氧化铝的单晶,又称为刚玉变容二极管。蓝宝石已成为一种重要的半导体衬底材料。
推动AFM技术向前一步,再向前一步——访牛津仪器PLC首席技术官Roger Proksch博士和牛津仪器AR部门市场总监Akemi女士