Kaj točno je polprevodnik tretje generacije?

Ko boste videli polprevodnike tretje generacije, se boste zagotovo spraševali, kakšna sta bila prva in druga generacija. "Generacija" je tukaj razvrščena na podlagi materialov, ki se uporabljajo v proizvodnji polprevodnikov. Prvi korak v proizvodnji čipov je izvlečenje silicija z visoko čistostjo iz peska. Silicon je eden najzgodnejših materialov za izdelavo polprevodnikov in tudi prvo generacijo polprevodnikov.

Razlikovati po materialih:

Polprevodniki prve generacije:Silicij (SI) in germanium (GE) sta bila uporabljena kot polprevodniške surovine.

Polprevodniki druge generacije:z uporabo galijevega arsenida (GAAS), indijevega fosfida (INP) itd. Kot polprevodniške surovine.

Polprevodniki tretje generacije:z uporabo galijevega nitrida (gan),Silicijev karbid(Sic), cink selenide (Znse) itd. Kot surovine.

Značilnosti tretje generacije

• Visokotemperaturni odporni;
• Visok tlak odporen;
• Zdrži visok tok;
• Velika moč;
• Visoka delovna frekvenca;
• Nizka poraba energije in nizka proizvodnja toplote;
• Močna odpornost na sevanje

Vzemite za primer moč in frekvenco. Silicon, predstavnik prve generacije polprevodniških materialov, ima moč približno 100 W, vendar je pogostost le približno 3GHz. Predstavnik druge generacije, Gallium Arsenide, ima moč manj kot 100 W, vendar lahko njegova frekvenca doseže 100 GHz. Zato sta se prvi dve generaciji polprevodniških materialov med seboj bolj dopolnjevali.

Predstavniki polprevodnikov tretje generacije, galijevega nitrida in silicijevega karbida, imajo lahko izhodno moč nad 1000 W in frekvenco blizu 100 GHz. Njihove prednosti so zelo očitne, zato lahko v prihodnosti nadomestijo prvi dve generaciji polprevodniških materialov. Prednosti polprevodnikov tretje generacije so v veliki meri pripisane eni točki: imajo večjo širino pasu v primerjavi s prvima dvema polprevodnikoma. Lahko celo rečemo, da je glavni kazalnik razlikovanja med tremi generacijami polprevodnikov širina pasu.

Zaradi zgornjih prednosti je tretja točka, da lahko polprevodniški materiali ustrezajo zahtevam sodobne elektronske tehnologije za stroga okolja, kot so visoka temperatura, visoka tlak, visoka moč, visoka frekvenca in visoko sevanje. Zato jih je mogoče široko uporabiti v vrhunskih industrijah, kot so letalstvo, vesoljsko, fotovoltaično, avtomobilsko proizvodnjo, komunikacija in pametno omrežje. Trenutno izdeluje predvsem polprevodniške naprave.

Silicijev karbid ima večjo toplotno prevodnost kot galijev nitrid, njegovi enotni stroški rasti kristalov pa so nižji kot pri galijevem nitridu. Zato se silicijev karbid trenutno uporablja predvsem kot substrat za polprevodniške čipe tretje generacije ali kot epitaksialna naprava na poljih z visoko napetostjo in visoko zanesljivostjo, medtem ko se galijev nitrid uporablja predvsem kot epitaksialna naprava na visokofrekvenčnih poljih.