第三代半导体材料有哪些?
第三代半导体
材料主要包括氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)和氮化铝(AIN)等宽禁带化合物。与硅(Si)材料相比,氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等第三代半导体材料具有宽禁带、高击穿电压、高载流子迁移率、高导热率、高电子饱和速率等优点,在光电子器件、电力电子器件、固态光源等领域有着广泛的应用。目前,GaN和SiC材料研究较为广泛,发展*为迅速。
GaN材料禁带宽度达到了3.4 eV,因其优异的性能成为
高温、高频、大功率微波器件的首选材料之一。20世纪90年代以后,GaN半导体材料以年均30%的增长率快速发展,成为了激光器(LFs)及大功率LED的关键性材料,因为GaN禁带宽度覆盖了更广阔的光谱范围,使得GaN在高亮度LED、激光器产品领域有了商业应用。并且,GaN功率元件进入市场不久,有着与SiC相似的性能优势,以高功率GaN为例,具有更大的成本控制潜力和更大的输出功率,成为下一代功率元件的候选材料之一。
SiC具有高热导率,并且具有与GaN晶格失配小的优势,非常适合用作新一代LED衬底材料、大功率电力电子材料等。以SiC为代表的第三代半导体材料首先在LED半导体照明领域取得突破,实现规模化应用。目前,SiC器件生产成本持续降低,应用已得到普及,但是,因其使用中存在低电压部分,使得部分领域中仍旧以硅器件为主。可以肯定的是SiC功率器件市场将会持续走高。