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三代半導體材料的相關情況
作者:36099 | 來源:本站 | 發布時間:2016-11-14 | 瀏覽次數:1581
 摘要:LED產業目前雖然發展勢頭較好,但同時也不得不時刻提防來自OLED、Micro LED以及激光照...

  技術創新是推動產業發展的永恒動力。當前,在科技強國的背景下,半導體材料憑借著其優異的特性得到了世界各國的高度重視。


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  一、第一代半導體材料概況


  第一代半導體材料主要是指硅(Si)、鍺元素(Ge)半導體材料。作為第一代半導體材料的鍺和硅,在國際信息產業技術中的各類分立器件和應用極為普遍的集成電路、電子信息網絡工程、電腦、手機、電視、航空航天、各類軍事工程和迅速發展的新能源、硅光伏產業中都得到了極為廣泛的應用,硅芯片在人類社會的每一個角落無不閃爍著它的光輝。


  二、第二代半導體材料概況


  第二代半導體材料主要是指化合物半導體材料,如砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);三元化合物半導體,如GaAsAl、GaAsP;還有一些固溶體半導體,如Ge-Si、GaAs-GaP;玻璃半導體(又稱非晶態半導體),如非晶硅、玻璃態氧化物半導體;有機半導體,如酞菁、酞菁銅、聚丙烯腈等。


  第二代半導體材料主要用于制作高速、高頻、大功率以及發光電子器件,是制作高性能微波、毫米波器件及發光器件的優良材料。因信息高速公路和互聯網的興起,還被廣泛應用于衛星通訊、移動通訊、光通信和GPS導航等領域。


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  三、第三代半導體材料


  1、定義


  第三代半導體材料主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶(Eg>2.3eV)半導體材料。


  2、應用領域


  以SiC等為代表的第三代半導體材料,將被廣泛應用于光電子器件、電力電子器件等領域,以其優異的半導體性能在各個現代工業領域發揮重要革新作用,應用前景和市場潛力巨大。


  隨著SiC生產成本的降低,SiC半導體正在憑借其優良的性能逐步取代Si半導體,打破Si基由于材料本身性能所遇到的瓶頸。無疑,它將引發一場類似于蒸汽機一樣的產業革命。


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  3、材料特性


  與第一二代半導體材料相比,第三代半導體材料具有更寬的禁帶寬度,更高的擊穿電場,更高的熱導率,更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,通常又被稱為寬禁帶半導體材料(禁帶寬度大于2.2電子伏特),亦被稱為高溫半導體材料。從目前第三代半導體材料和器件的研究來看,較為成熟的是SiC和GaN半導體材料,而氧化鋅、金剛石、氮化鋁等材料的研究尚屬起步階段。


  寬禁帶半導體材料作為一類新型材料,具有獨特的電、光、聲等特性,其制備的器件具有優異的性能,在眾多方面具有廣闊的應用前景。它能夠提高功率器件工作溫度極限,使其在更惡劣的環境下工作;能夠提高器件的功率和效率,提高裝備性能;能夠拓寬發光光譜,實現全彩顯示。隨著寬禁帶技術的進步,材料工藝與器件工藝的逐步成熟,其重要性將逐漸顯現,在高端領域將逐步取代第一代、第二代半導體材料,成為電子信息產業的主宰。

關鍵詞:
半導體材料
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