1、前三代半导体的代表性材料
半导体材料经历了几代的发展,目前已形成了三代半导体材料。
第一代半导体材料的代表性材料为:硅(Si)、诸(Ge);
第二代半导体材料的代表性材料为:砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP);
第三代半导体材料的代表性材料为:氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)。
2、前三代半导体的主要特性
第一代半导体材料:产业链十分成熟,技术完备、成本较低;
第二代半导体材料:在物理结构具有直接带隙的特点,相对于Si材料具有更好的光电性能,工作频率更高,耐高温、抗辐射;GaAs、InP材料资源较为稀缺,价格昂贵且具有毒性,能污染环境,lnP甚至被认为是可疑致癌物质,具有一定的局限性;
第三代半导体材料:具能够承受更高的电压、适合更高频率,可实现更高的功率密度,并具有耐高温,耐腐蚀、抗辐射、禁带宽度大等特性。(第三代化合物半导体迅速发展,GaN、SiC功率器件逐渐开始规模化应用。和传统的硅衬底相比,第三代化合物半导体具有禁带宽度大、击穿电场强度高、电子迁移率高、热导电率大、介质常数小和抗辐射能力强等特点,所以,以第三代化合物半导为衬底制作的功率器件具有更高的性能和效率。)
三代半导体材料物理特性对比
3、前三代半导体的应用领域
第一代半导体材料:硅(Si)主要应用于大规模集成电路中,目前99%以上的集成电路和95%的半导体器件都由Si材料制作;诸(Ge)主要应用于低压、低频、中功率晶体管及光电探测器中。
第二代半导体材料:适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件、是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料,广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、GPS导航等领域。
第二代半导体材料:具备应用于光电器件、微波器件和电子电力器件的先天性能优势,广泛应用于新能源汽车、消费电子、光伏、风电、半导体照明、导弹和卫星等领域。