Mis täpselt on kolmanda põlvkonna pooljuht?

Kui näete kolmanda põlvkonna pooljuhte, mõtlete kindlasti, millised olid esimesed ja teise põlvkonna. Siin on "põlvkond" klassifitseeritud pooljuhtide tootmisel kasutatavate materjalide põhjal. Kiibitootmise esimene samm on liivast suure puhketut räni ekstraheerimine.Silicon on üks varasemaid materjale pooljuhtide tootmiseks ja ka pooljuhtide esimene põlvkond.

Eristada materjalide järgi:

Esimese põlvkonna pooljuhid:Pooljuhtide toorainena kasutati räni (SI) ja germaaniumi (GE).

Teise põlvkonna pooljuhid:kasutades pooljuhtide toorainena galliumarseniidi (GAAS), indiumfosfiid (INP) jne.

Kolmanda põlvkonna pooljuhid:kasutades galliumnitriidi (GAN),ränikarbiid(Sic), tsingi seleniid (Znse) jne toorainena.

Kolmanda põlvkonna omadused

• Kõrgtemperatuurikindlad;
• Kõrgsurvekindel;
• Talub kõrget voolu;
• Suur võimsus;
• Kõrge töö sagedus;
• Väike energiatarve ja väike soojuse tootmine;
• Tugev kiirguskindlus

Võtke näiteks võim ja sagedus. Räni, mis on pooljuhtmaterjalide esimese põlvkonna esindaja, võimsus on umbes 100wz, kuid sagedus on vaid umbes 3 GHz. Teise põlvkonna Gallium Arseniidi esindaja võimsus on alla 100 W, kuid selle sagedus võib ulatuda 100 GHz. Seetõttu olid kaks esimest pooljuhtmaterjali põlvkonda üksteisega täiendavamad.

Kolmanda põlvkonna pooljuhtide, galliumnitriidi ja räni karbiidi esindajate esindajad võivad olla väljundvõimsuse üle 1000W ja sagedus 100 GHz lähedal. Nende eelised on väga ilmsed, nii et need võivad tulevikus asendada kahte esimest pooljuhtmaterjali. Kolmanda põlvkonna pooljuhtide eelised on suures osas omistatud ühele punktile: neil on suurem ribalaiuse laius võrreldes kahe esimese pooljuhtidega. Võib isegi öelda, et kolme põlvkonna pooljuhtide peamine eristav näitaja on ribalaiuse laius.

Ülaltoodud eeliste tõttu on kolmas punkt see, et pooljuhtide materjalid suudavad vastata tänapäevase elektroonilise tehnoloogia nõuetele karmides keskkondades nagu kõrge temperatuur, kõrge rõhk, kõrge võimsus, kõrge sagedus ja kõrge kiirgus. Seetõttu saab neid laialdaselt kasutada tipptasemel tööstusharudes nagu lennundus, kosmose, fotogalvaaniline, autotööstus, kommunikatsioon ja nutivõrk. Praegu toodab see peamiselt Power Semiconductor seadmeid.

Räni karbiidil on suurem soojusjuhtivus kui galliumnitriidil ja selle üksikute kristallide kasvu kulud on madalamad kui galliumnitriidi oma. Seetõttu kasutatakse praegu räni karbiidi peamiselt substraadina kolmanda põlvkonna pooljuhtide kiipide või epitaksiaalseks seadmeks suurepinge- ja suure ülisusega väljades, samas kui galliumnitriidi kasutatakse peamiselt epitaksiaalse seadmena kõrge sagedusega väljades.