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宽禁带半导体作为重点新材料的主要优势
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宽禁带半导体作为重点新材料的主要优势

2021-09-09 13:45:41 来源:新华网

【哔哥哔特导读】宽禁带半导体典型代表氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC),第三代半导体相对于传统一、二代半导体其优点更为突出,如禁带宽度大、击穿电场强度强、高化学稳定性、高热导率、抗辐射好等优点,有望成为支撑众多行业发展的重要新材料。

宽禁带半导体为第三代半导体,其典型代表有氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC),而第二代半导体代表有硅(Si)和砷化镓(GaAs),第三代和第二代相比,宽禁带半导体的优点更为突出。

半导体

图片来源:新华网

宽禁带半导体主要4种优点:

1、宽禁带半导体材料禁带宽度大,击穿电场强度强,能够承受的峰值电压大幅提升,器件的功率也得到大规模提升。

2、宽禁带半导体材料高化学稳定性,高热导率等优点,该材料的功率器件能够在更加恶劣的环境下运行,极大的提升了系统的可靠性等。

3、抗辐射能力非常好,辐射环境中,宽禁带半导体材料的稳定性比Si的高10到100倍,因而是制作耐高温、抗辐射的大功率微波功率器件的优良材料。

4、宽禁带半导体元器件的结温高,故在冷却较差、热设计保障较弱的条件下也可以稳定工作。

近些年,快速发展的以GaN、SiC为达标的宽禁带半导体材料是固态光源和电力电子技术、微波射频器件的主要元器件在半导体照明灯具、新一代移动通信技术、智能电网、高速城市轨道、新能源车、消费电子器件等方面有着广泛的应用前景,有望成为支撑信息、电力能源、交通出行等行业发展的重点新型材料,适合于制做抗辐射、高频、功率大的的集成的电子元器件。

总得来说,三代宽禁带半导体材料的发生合理填补了传统一、二代半导体材料在高温、高频率等方面的不够,可以不错融入半导体技术迅猛发展的需要。现阶段,三代半导体材料还无法彻底取代前几代半导体材料。

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