【摘要】 化合物半导体性能优势显著,铄思百检测可提供半导体材料检测服务。GaAs/GaN/SiC 优势显著,应用领域定位不同,下面跟铄思百小编来看看半导体材料的应用。

化合物半导体性能优势显著,科学指南针可提供半导体材料检测服务。GaAs/GaN/SiC 优势显著,应用领域定位不同,下面跟小编来看看半导体材料的应用。

 

常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合 物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、碳化硅等)。

 

硅(Si)是较早且也是应用最为广泛的半导体材料。最早半导体晶体管采用的是锗(Ge)基材料, 但是由于 Ge 储量少、提纯难度大等原因,逐步被 Si 所替代。Si 因为储量丰富、技术成熟、成本 低等特点,成为应用最广的半导体材料,目前广泛被应用在各类分立器件和集成电路、电子信息网 络工程等领域,但是在高频、高温、高压、光学等应用领域,二元系化合物半导体材料则更具优势。

 

二元系化合物半导体材料 GaAs/GaN/SiC 具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率等特性, 在射频、功率器件、光电子及国防军工等应用领域优势显著。

 

GaAs 是较为重要、技术成熟度最高的化合物半导体材料之一。相比 Si,GaAs 材料具备禁带宽度 大、电子迁移率高的特性,能显著降低射频尺寸、降低功耗,也具备成本优势。相比于 GaN 和 SiC 等新兴的二元系化合物半导体材料,GaAs 技术成熟,具备较为明显的成本优势。GaAs 广泛应用 在射频和光电子领域。

 

GaN 作为一种宽禁带半导体,因具有高功率密度、能耗低、适合高频率、支持更宽带宽等特点, 主要用于微波射频、电力电子和光电子等领域。微波射频方向主要为 5G 通信和卫星通讯等应用;电力电子包括消费电子快充、新能源汽车等应用;光电子方向主要为 LED 等领域。目前 GaN 技术 仍在快速发展阶段,成本相对较高。

 

SiC 有较高的载流子迁移率,能够提供较高的电流密度,且耐高温、耐高压,因此常被用来做功率 器件。SiC 在电压 600V 及以上的高功率领域具有优势。与 GaN 类似,SiC 技术也在快速发展阶 段,成本相对较高。

 

GaAs/GaN/SiC 应用领域不同。GaAs 是当前应用最广泛的射频材料,被广泛应用在射频、无线通 信以及特种应用上。GaAs 应用的工作频率主要在 8G Hz 以内,适合中低功率器件,例如微基站和 手机射频材料。而高功率射频方向,GaN 具备明显优势,是 5G 宏基站的必备材料,此外,GaN 作为快充材料,能显著降低充电器尺寸,并降低功耗,目前在手机快充中快速渗透。SiC 是功率器 件的理想材料,尤其在耐高压方面(>600V),性能优势显著,广泛应用于新能源汽车、电力设备 等领域。

 

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