宽禁带半导体材料陶瓷材料

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随着碳化硅、氮化硼陶瓷材料等宽带隙半导体材料的开发，可以大大提高原硅集成电路的性能，这对高功率、高密度集成电路芯片的开发具有重要意义。在宽带隙半导体中，碳化硅和氮化镓最多。在过去，他们主要是针对一些媒体和高压环境。现在，整个基础设施，包括生态系统，都可以用于各种材料。宽带隙半导体材料是指带隙宽度为2.3eV或以上的半导体材料。

宽带隙半导体材料陶瓷材料主要分类如下
1、BN
BN的带隙为6.0eV，较低的介电常数（7.1eV），较高的击穿电场（7~9MV/cm，是Si的近27倍，是碳化硅和氮化镓的2倍以上），较高的热导率（13W/（cm·K），是Si和氮化镓的10倍）。BN作为一种极端电子材料，不仅可以用于制备在高温、高频、高功率等极端条件下工作的电子器件，而且在深紫外发光器件和深紫外探测器方面具有广泛的应用前景。BN与氮化镓、碳化硅等传统宽带半导体材料一起，构成了从蓝绿光到深紫外的全波段发光材料。这是宽带隙半导体的一个新的发展方向。
2、氮化铝（AlN）的直接带隙间隙的最大宽度为6.2eV，比间接带隙半导体具有更高的光电转换效率。AlN是一种重要的蓝光和紫外光发光材料，被用于紫外/深紫外光发射二极管、紫外激光二极管和紫外探测器
3、氧化镓带隙为4.2~5.3eV（带隙因晶体结构的不同而不同）。与宽带隙半导体材料相比，氧化镓具有高击穿场强（8MV/cm）、能量损失低、热稳定性高、化学稳定性高等优点，是一种具有巨大应用潜力的多功能超宽带隙氧化物半导体材料。
4、室温下金刚石的间接带隙间隙为5.47eV。金刚石属于立方晶体体系，其特殊的晶体结构和强碳碳（C-C）键相互作用使其具有极高的击穿电场、极高的功率容量、极高的导热性、低介电常数、高饱和载流子速度和迁移率、化学稳定性和发光特性。
宽禁带半导体也被称为第三代半导体，那第一代、第二代以及第三代分别是哪些半导体材料？
第三代宽带隙半导体主要包括碳化硅（碳化硅）、氮化镓（氮化镓)、氧化锌（氧化锌）、金刚石、氮化铝（AlN）等。其优点是带隙大（>2.2ev）、击穿电场高、导热系数高、抗辐射性强、发光效率高、频率高，可用于高温、高频、耐辐射、耐辐射和大功率器件。它也是我国大力发展的一种新型半导体器件。
第二代化合物半导体主要是指二元/三元化合物半导体材料，如砷化镓（砷化镓）、磷酸铟（InP），主要用于生产高速、高频、高功率、发光电子器件，以及高性能微波、毫米波器件和发光器件。应用领域主要包括卫星通信、移动通信、光通信、GPS导航等。

第一代元素半导体主要包括以硅（Si）和锗（Ge）为代表的元素半导体。锗是第一个被研究和应用的锗，但由于其成本高、稳定性差，主要用于一些发光二极管和太阳能电池中。硅基材料是当前主流逻辑芯片和电源器件的基础。硅基半导体材料创造了以MOSFET和IGBT等电源半导体器件为代表的固态电子时代，也是电源电子领域应用最广泛的半导体材料。

宽隙半导体陶瓷材料主要具有以下四个优点：
1、宽带隙材料的抗辐射性很好。在辐射环境中，宽带隙器件对辐射的稳定性是Si器件的10~100倍，是制造耐高温、耐辐射的大功率微波功率器件的优良材料；
2、宽带隙材料具有导热性高、化学稳定性高的优点，使电源装置可以在更恶劣的环境中工作，可以大大提高系统的稳定性和可靠性；
3、宽带隙半导体器件具有较高的结温度，因此在冷却条件差和热设计保证差的情况下能够稳定工作。

4、宽带带隙半导体材料具有大的带隙宽度和高击穿电场强度，大大提高了宽带隙器件能承受的峰值电压，大大提高了器件的输出功率；

今天，小编就给大家介绍到这里了，如有疑问，欢迎致电咨询小编！

参考资料来源：宽禁带陶瓷-百度百科

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