Diskussion über den Unterschied zwischen Siliciumcarbid- und Galliumnitridmaterialien

Halbleiter ist eine Art Material zwischen Leiter und Isolator. Es hat die Eigenschaften einer steuerbaren elektrischen Leitfähigkeit. Wenn der Halbleiter durch externes Licht und Wärme stimuliert wird, ändert sich seine Leitfähigkeit erheblich, und die Leitfähigkeit des Halbleiters steigt dramatisch an, indem dem reinen Halbleiter Spurenverunreinigungen hinzugefügt werden. Seit der Entdeckung von Silbersulfid durch Wissenschaftler Faraday wurden Halbleitermaterialien wie Silizium, Germanium, Bor, Antimon, Siliziumkarbid und Galliumnitrid nacheinander entdeckt und angewendet.

Alle Aspekte unseres Lebens können nicht von der Halbleitertechnologie getrennt werden. Elektrogeräte, Beleuchtung, Mobiltelefone, Computer, elektronische Geräte usw. erfordern Halbleitermaterialien. Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) gehören zu den Halbleitermaterialien der dritten Generation und finden eine sehr breite Anwendung. Vordergrund.

Die Ähnlichkeiten zwischen Siliciumcarbid und Galliumnitrid

Siliziumkarbid und Galliumnitrid gehören zu Breitband-Halbleitermaterialien. Sie haben die Eigenschaften einer großen Bandlückenbreite, einer hohen Elektronendrift-Sättigungsgeschwindigkeit, einer kleinen Dielektrizitätskonstante und einer guten Leitfähigkeit. Mit der hohen Nachfrage des Marktes nach Miniaturisierung und Wärmeleitfähigkeit von Halbleiterbauelementen ist die Marktnachfrage nach solchen Materialien in die Höhe geschossen und eignet sich für die Herstellung strahlungsbeständiger, hochfrequenter, leistungsstarker und dichter integrierter elektronischer Bauelemente .

Die Vor- und Nachteile von Siliciumcarbid und Galliumnitrid

Siliziumkarbid, auch als Diamantsand bekannt, wird aus Quarzsand, Petrolkoks, Holzspänen und anderen Rohstoffen durch das Hochtemperaturschmelzen des Widerstandsofens hergestellt. Siliziumkarbid hat auch ein seltenes Mineral in der Natur, Mosangshi. Unter den modernen nichtoxidischen hochtechnologischen feuerfesten Materialien wie C, N und B ist Siliziumkarbid das am weitesten verbreitete und wirtschaftlichste. Gegenwärtig wird das in China hergestellte industrielle Siliciumcarbid in schwarzes Siliciumcarbid und grünes Siliciumcarbid unterteilt, die beide hexagonale Kristalle sind.

Gleiche und unterschiedliche Materialien aus Siliziumkarbid und Galliumnitrid

Beschrifteter Galliumsiliciumcarbid-Halbleiterquarzsand

[Leitfaden] Halbleiter ist eine Art Material zwischen Leiter und Isolator. Es hat die Eigenschaften einer steuerbaren elektrischen Leitfähigkeit. Wenn der Halbleiter durch externes Licht und Wärme stimuliert wird, ändert sich seine Leitfähigkeit erheblich, und die Leitfähigkeit des Halbleiters steigt dramatisch an, indem dem reinen Halbleiter Spurenverunreinigungen hinzugefügt werden.

Chinese Powder Network Semiconductor ist eine Art Material zwischen Leiter und Isolator. Es hat die Eigenschaften einer steuerbaren elektrischen Leitfähigkeit. Wenn der Halbleiter durch externes Licht und Wärme stimuliert wird, ändert sich seine Leitfähigkeit erheblich, und die Leitfähigkeit des Halbleiters steigt dramatisch an, indem dem reinen Halbleiter Spurenverunreinigungen hinzugefügt werden. Seit der Entdeckung von Silbersulfid durch Wissenschaftler Faraday wurden Halbleitermaterialien wie Silizium, Germanium, Bor, Antimon, Siliziumkarbid und Galliumnitrid nacheinander entdeckt und angewendet.

Alle Aspekte unseres Lebens können nicht von der Halbleitertechnologie getrennt werden. Elektrogeräte, Beleuchtung, Mobiltelefone, Computer, elektronische Geräte usw. erfordern Halbleitermaterialien. Siliziumkarbid e (SiC) und Galliumnitrid (GaN) gehören zu den Halbleitermaterialien der dritten Generation und finden eine sehr breite Anwendung. Vordergrund.

Die Ähnlichkeiten zwischen Siliciumcarbid und Galliumnitrid

Siliziumkarbid und Galliumnitrid gehören zu Breitband-Halbleitermaterialien. Sie haben die Eigenschaften einer großen Bandlückenbreite, einer hohen Elektronendrift-Sättigungsgeschwindigkeit, einer kleinen Dielektrizitätskonstante und einer guten Leitfähigkeit. Mit der hohen Nachfrage des Marktes nach Miniaturisierung und Wärmeleitfähigkeit von Halbleiterbauelementen ist die Marktnachfrage nach solchen Materialien in die Höhe geschossen und eignet sich für die Herstellung strahlungsbeständiger, hochfrequenter, leistungsstarker und dichter integrierter elektronischer Bauelemente .

Die Vor- und Nachteile von Siliciumcarbid und Galliumnitrid

Siliziumkarbid, auch als Siliziumkarbid bekannt, wird unter Verwendung von Quarzsand, Petrolkoks, Holzspänen und anderen Rohstoffen durch Hochtemperaturschmelzen in einem elektrischen Widerstandsofen hergestellt. Siliziumkarbid ist auch ein seltenes Mineral in der Natur - Moissanit. Unter den nichtoxidischen hochtechnologischen feuerfesten Rohstoffen wie C, N und B ist Siliziumkarbid das am weitesten verbreitete und wirtschaftlichste. Gegenwärtig ist Chinas industrielle Produktion von Siliciumcarbid in schwarzes Siliciumcarbid und grünes Siliciumcarbid unterteilt, die beide hexagonale Kristalle sind.

Galliumnitrid ist eine Verbindung aus Stickstoff und Gallium, einem Halbleiter mit einer direkten Energielücke. Die Struktur der Verbindung ähnelt der von Fibrinerz und weist eine hohe Härte auf. Die Energielücke von Galliumnitrid ist mit 3,4 Elektronenvolt sehr groß und kann in Hochleistungs-Hochgeschwindigkeits-Lichtschranken verwendet werden. Beispielsweise kann Galliumnitrid in lila Laserdioden verwendet werden und kann ohne nichtlineare Halbleiterpumpen-Festkörperlaser verwendet werden. Produziert unter diesen Bedingungen lila Laser.

Anwendungsgebiete und Schwierigkeiten von Siliciumcarbid und Galliumnitrid

Siliziumkarbid ist das ausgereifteste Halbleitermaterial in der Entwicklung. Länder auf der ganzen Welt legen großen Wert auf die Erforschung von Siliziumkarbid. Die USA, Europa und Japan haben nicht nur auf nationaler Ebene entsprechende Forschungspläne formuliert.

Siliziumkarbid ist aufgrund seiner großen Härte zu einem wichtigen Schleifmittel geworden, aber sein Anwendungsbereich übertrifft den des allgemeinen Schleifmittels. Zum Beispiel macht es seine hohe Temperaturbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu einem der bevorzugten Ofenmaterialien für Tunnelöfen oder Shuttleöfen. Seine Leitfähigkeit macht es zu einem wichtigen elektrischen Heizelement. Darüber hinaus können Siliziumkarbidmaterialien auch in Funktionskeramiken, feuerfesten Materialien, metallurgischen Rohstoffen und anderen Anwendungen verwendet werden.

Das Entwicklungsproblem von Siliziumkarbidvorrichtungen ist nicht das Konstruktionsproblem, sondern der Herstellungsprozess der Chipstruktur, wie die Mikroröhrchendefektdichte von Siliziumkarbidwafern, die geringe Effizienz des Dehnungsprozesses, spezielle Anforderungen an Dotierungsprozesse und die Temperaturbeständigkeit von Trägermaterialien . Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Siliziumkarbid ist der Umweltschutz, da Siliziumkarbid während des Schmelzprozesses schädliche Gase wie Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid erzeugt. Gleichzeitig ist die Verschmutzung sehr ernst, wenn Staubpartikel nicht richtig behandelt werden.

Galliumnitrid ist ein neues Halbleitermaterial für die Entwicklung von mikroelektronischen Bauelementen und optoelektronischen Bauelementen. Es hat breite Perspektiven für Anwendungen von Optoelektronik, Lasern, Hochtemperatur- und Hochleistungsgeräten sowie Hochfrequenz-Mikrowellengeräten.

Es gibt drei Probleme bei der Entwicklung von Galliumnitridmaterialien. Eine Möglichkeit besteht darin, hochwertige, großformatige GaN-Impfkristalle zu erhalten, da es mehrere Jahre dauert, einen 2-Zoll-Impfkristall direkt mit Ammoniakwärme zu kultivieren. Das zweite ist, dass für Galliumnitridmaterialien die Dichte heteroepitaktischer Defekte aufgrund der Tatsache, dass der Substrat-Einkristall seit langer Zeit nicht gelöst wurde, ziemlich hoch ist, da Galliumnitrid zu polar ist, um bessere Metall-Halbleiter-Ohm durch zu erhalten hohes Doping. Kontakt, Prozessfertigung ist komplexer; Drittens ist die industrielle Kette von Galliumnitrid noch nicht vollständig gebildet.

Aufgrund des geringen natürlichen Gehalts ist der größte Teil des Siliciumcarbids künstlich. Die übliche Methode besteht darin, Quarzsand mit Koks zu mischen, Kieselsäure und Petrolkoks zu verwenden, Salz und Holzspäne hinzuzufügen, in den Elektroofen zu geben und auf etwa 2000 ° C zu erhitzen. Bei hohen Temperaturen wird nach verschiedenen chemischen Prozessen Siliciumcarbid-Mikropulver erhalten.

Zum ersten Mal verwendeten französische und schweizerische Wissenschaftler Galliumnitrid, um erfolgreich Transistoren mit hoher Elektronenmigrationsrate (HEMTs) mit hervorragender Leistung auf der (100) -Siliciumbasis (Kristallorientierung 100) herzustellen. Ein Unternehmen in Zhuhai besitzt laut OFweek eine 8-Zoll-Gallium-Siliziumnitrid-Produktionslinie, die erste Produktionslinie in China, die das 8-Zoll-Gallium-Siliziumnitrid in Massenproduktion herstellt. Gegenwärtig wird das Herstellungsproblem des Galliumnitridprozesses durch thermische Fehlanpassungsspannung während des Filmkühlens verursacht und es neigt zum Reißen oder Verziehen, was das Haupthindernis für Galliumnitrid wird.

Siliziumkarbid und Galliumnitrid können auf dem Halbleitermarkt zum Mainstream werden

Mit dem Schwerpunkt des Landes auf Halbleitermaterialien der dritten Generation hat sich der Markt für Halbleitermaterialien in China in den letzten Jahren rasant entwickelt. Unter diesen haben Siliciumcarbid und Galliumnitrid viel Aufmerksamkeit erregt. Siliziumkarbid und Galliumnitrid haben viele Ähnlichkeiten. Zum Beispiel haben sie alle gute Aussichten und ihre Materialeigenschaften sind besser als die der Halbleitermaterialien der ersten zweiten Generation. Der Unterschied zwischen den beiden Merkmalen hat zu unterschiedlichen Anwendungen geführt. In Zukunft werden Siliziumkarbid und Galliumnitrid ihre jeweiligen Vorteile nutzen und sich ergänzen, um den Himmel der Halbleiteranwendungen zu unterstützen.

Trotzdem müssen die industriellen Probleme von Siliciumcarbid und Galliumnitrid noch gelöst werden. Zum Beispiel haben der Herstellungsprozess und die Qualität der Materialien in China nicht die Weltspitze erreicht, die Ausrüstung für die Materialherstellung hängt von ernsthaften Importen ab sowie von Materialien und Vorrichtungen aus Siliziumkarbid und Galliumnitrid. Industrieketten wurden noch nicht gebildet. Diese Probleme müssen Schritt für Schritt gelöst werden, damit inländische Halbleitermaterialien zu den weltweit führenden Unternehmen gehören.

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