Обсуждение разницы между материалами из карбида кремния и нитрида галлия

Полупроводник - это своего рода материал между проводником и изолятором. Он обладает характеристиками контролируемой электропроводности. Когда полупроводник стимулируется внешним светом и теплом, его проводимость значительно изменится, а проводимость полупроводника резко увеличится за счет добавления следов примесей к чистому полупроводнику. С момента открытия учеными Фарадеем сульфида серебра полупроводниковые материалы, такие как кремний, германий, бор, сурьма, карбид кремния и нитрид галлия, были обнаружены и применялись один за другим.

Все аспекты нашей жизни нельзя отделить от полупроводниковых технологий. Электрические приборы, освещение, мобильные телефоны, компьютеры, электронные устройства и т. Д. Требуют полупроводниковых материалов. Карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN) относятся к полупроводниковым материалам третьего поколения и имеют очень широкое применение. передний план.

Сходства между карбидом кремния и нитридом галлия

Карбид кремния и нитрид галлия относятся к широкозонным полупроводниковым материалам. Они имеют характеристики большой ширины запрещенной зоны, высокой скорости насыщения дрейфа электронов, малой диэлектрической проницаемости и хорошей проводимости. В связи с высоким спросом на рынке миниатюризации и теплопроводности полупроводниковых устройств рыночный спрос на такие материалы резко вырос и подходит для производства радиационно-стойких, высокочастотных, мощных и высокоплотных интегрированных электронных устройств. .

Преимущества и недостатки карбида кремния и нитрида галлия

Карбид кремния, также известный как алмазный песок, производится из кварцевого песка, нефтяного кокса, древесной стружки и другого сырья посредством высокотемпературной плавки в печи сопротивления. Карбид кремния также имеет редкий в природе минерал Мосангши. Среди современных неоксидных высокотехнологичных тугоплавких материалов, таких как C, N и B, карбид кремния является наиболее широко используемым и наиболее экономичным. В настоящее время производимый в Китае промышленный карбид кремния делится на черный карбид кремния и зеленый карбид кремния, оба из которых представляют собой гексагональные кристаллы.

Одинаковые и разные материалы из карбида кремния и нитрида галлия.

Маркированный галлий карбид кремния полупроводниковый кварцевый песок

[Руководство] Полупроводник - это своего рода материал между проводником и изолятором. Он обладает характеристиками контролируемой электропроводности. Когда полупроводник стимулируется внешним светом и теплом, его проводимость значительно изменится, а проводимость полупроводника резко увеличится за счет добавления следов примесей к чистому полупроводнику.

Chinese Powder Network Semiconductor - это своего рода материал между проводником и изолятором. Он обладает характеристиками контролируемой электропроводности. Когда полупроводник стимулируется внешним светом и теплом, его проводимость значительно изменится, а проводимость полупроводника резко увеличится за счет добавления следов примесей к чистому полупроводнику. С момента открытия учеными Фарадеем сульфида серебра полупроводниковые материалы, такие как кремний, германий, бор, сурьма, карбид кремния и нитрид галлия, были обнаружены и применялись один за другим.

Все аспекты нашей жизни нельзя отделить от полупроводниковых технологий. Электрические приборы, освещение, мобильные телефоны, компьютеры, электронные устройства и т. Д. Требуют полупроводниковых материалов. Карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN) относятся к полупроводниковым материалам третьего поколения и имеют очень широкое применение. передний план.

Сходства между карбидом кремния и нитридом галлия

Карбид кремния и нитрид галлия относятся к широкозонным полупроводниковым материалам. Они имеют характеристики большой ширины запрещенной зоны, высокой скорости насыщения дрейфа электронов, малой диэлектрической проницаемости и хорошей проводимости. В связи с высоким спросом на рынке миниатюризации и теплопроводности полупроводниковых устройств рыночный спрос на такие материалы резко вырос и подходит для производства радиационно-стойких, высокочастотных, мощных и высокоплотных интегрированных электронных устройств. .

Преимущества и недостатки карбида кремния и нитрида галлия

Карбид кремния, также известный как карбид кремния, получают из кварцевого песка, нефтяного кокса, древесной стружки и другого сырья путем высокотемпературной плавки в электрической печи сопротивления. Карбид кремния также является редким в природе минералом - муассанитом. Среди неоксидных высокотехнологичных огнеупорных материалов, таких как C, N и B, карбид кремния является наиболее широко используемым и экономичным. В настоящее время промышленное производство карбида кремния в Китае делится на черный карбид кремния и зеленый карбид кремния, оба из которых представляют собой гексагональные кристаллы.

Нитрид галлия представляет собой соединение азота и галлия, полупроводник с прямой запрещенной зоной. Структура соединения аналогична структуре фибриновой руды и имеет высокую твердость. Запрещенная зона нитрида галлия очень широкая, 3,4 электронвольта, что позволяет использовать ее в мощных, высокоскоростных фотоэлектрических устройствах. Например, нитрид галлия можно использовать в фиолетовых лазерных диодах и без твердотельных лазеров с нелинейной полупроводниковой накачкой. В условиях производит лазеры фиолетового цвета.

Области применения и трудности карбида кремния и нитрида галлия

Карбид кремния - наиболее зрелый полупроводниковый материал в разработке. Страны всего мира придают большое значение исследованиям карбида кремния. Соединенные Штаты, Европа и Япония не только сформулировали соответствующие планы исследований на национальном уровне.

Карбид кремния стал важным абразивом из-за его высокой твердости, но его диапазон применения превышает диапазон применения обычных абразивов. Например, его высокая термостойкость и теплопроводность делают его одним из предпочтительных материалов для туннельных или челночных обжиговых печей. Его проводимость делает его важным электронагревательным элементом. Кроме того, материалы из карбида кремния также могут использоваться в функциональной керамике, огнеупорных материалах, металлургическом сырье и в других областях.

Проблема разработки устройств из карбида кремния заключается не в дизайне, а в процессе производства структуры чипа, такой как плотность дефектов микротрубок в пластинах карбида кремния, низкая эффективность процесса удлинения, особые требования к процессам легирования и термостойкость поддерживающих материалов . Другой проблемой при производстве карбида кремния является защита окружающей среды, поскольку карбид кремния выделяет вредные газы, такие как монооксид углерода и диоксид серы, в процессе плавки. В то же время, если частицы пыли не будут должным образом обработаны, загрязнение будет очень серьезным.

Нитрид галлия - новый полупроводниковый материал для разработки устройств микроэлектроники и оптоэлектронных устройств. Он имеет широкие перспективы для применения в оптоэлектронике, лазерах, высокотемпературных и высокомощных устройствах, а также высокочастотных микроволновых устройствах.

При разработке материалов из нитрида галлия есть три проблемы. Один из них - как получить высококачественные затравочные кристаллы GaN большого размера, поскольку для выращивания двухдюймового затравочного кристалла непосредственно с использованием аммиачного тепла требуется несколько лет; Во-вторых, для материалов из нитрида галлия, из-за того, что монокристалл подложки не был решен в течение длительного времени, плотность гетероэпитаксиальных дефектов довольно высока, потому что нитрид галлия слишком полярен, чтобы получить лучшее сопротивление металл-полупроводник через высокий уровень допинга. Контакт, процесс производства более сложен; В-третьих, производственная цепочка нитрида галлия еще не сформирована.

Из-за низкого естественного содержания большая часть карбида кремния является искусственной. Обычный метод состоит в том, чтобы смешать кварцевый песок с коксом, использовать диоксид кремния и нефтяной кокс, добавить соль и древесную стружку, поместить в электрическую печь и нагреть до примерно 2000 ° C. При высоких температурах микропорошок карбида кремния получается после различных химических процессов.

Впервые французские и швейцарские ученые использовали нитрид галлия для успешного создания транзисторов с высокой скоростью миграции электронов (HEMT) с отличными характеристиками на основе (100) -кремния (ориентация кристалла 100). По данным OFweek, компания в Чжухае владеет 8-дюймовой линией по производству нитрида галлия-кремния, первой в Китае производственной линией, которая массово производит 8-дюймовый нитрид галлия-кремния. В настоящее время технологическая проблема производства нитрида галлия вызвана напряжением термического несоответствия во время охлаждения пленки, и он склонен к разрыву или короблению, что становится основным препятствием для нитрида галлия.

Карбид кремния и нитрид галлия могут стать основными на рынке полупроводников

Поскольку страна делает упор на полупроводниковые материалы третьего поколения, рынок полупроводниковых материалов в Китае в последние годы быстро развивался. Среди них большое внимание привлекли карбид кремния и нитрид галлия. Карбид кремния и нитрид галлия имеют много общего. Например, все они имеют хорошие перспективы, а их материальные свойства лучше, чем у полупроводниковых материалов первого второго поколения. Разница между двумя характеристиками создала разные приложения. В будущем карбид кремния и нитрид галлия будут проявлять свои соответствующие преимущества и дополнять друг друга, поддерживая мир полупроводниковых приложений.

Несмотря на это, промышленные проблемы карбида кремния и нитрида галлия еще предстоит решить. Например, производственный процесс и качество материалов в Китае не достигли высших уровней в мире, оборудование для производства материалов зависит от серьезного импорта, а также материалов и устройств из карбида кремния и нитрида галлия. Производственные сети еще не сформированы. Эти проблемы необходимо решать поэтапно, чтобы отечественные полупроводниковые материалы заняли одно из первых мест в мире.

Страница содержит содержимое машинного перевода.