[科普中國]-你知道寬禁帶半導(dǎo)體嗎？

寬禁帶半導(dǎo)體材料典型代表有碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)，這些半導(dǎo)體材料也稱為第三代半導(dǎo)體材料。與以硅(Si)和砷化鎵(GaAs)為代表的第二代半導(dǎo)體相比，寬禁帶半導(dǎo)體的優(yōu)點更加的突出。

寬禁帶半導(dǎo)體主要具有以下四種優(yōu)點：

1、寬禁帶半導(dǎo)體材料具有較大的禁帶寬度以及很高的擊穿電場強度，使得寬禁帶器件能夠承受的峰值電壓大幅度提高，器件的輸出功率可獲得大規(guī)模提升；

2、寬禁帶材料具有高熱導(dǎo)率、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點，使得功率器件可以在更加惡劣的環(huán)境下工作，可極大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性；

3、寬禁帶材料抗輻射能力非常好，在輻射環(huán)境下，寬禁帶器件對輻射的穩(wěn)定性比Si器件高10至100倍，因此是制作耐高溫、抗輻射的大功率微波功率器件的優(yōu)良材料；

4、寬禁帶半導(dǎo)體器件的結(jié)溫高，故在冷卻條件較差、熱設(shè)計保障較差的環(huán)境下也能夠穩(wěn)定工作。

近年來，迅速發(fā)展起來的以GaN、SiC為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料是固態(tài)光源和電力電子、微波射頻器件的重要元件在半導(dǎo)體照明、新一代移動通信、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可望成為支撐信息、能源、交通等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點新材料，適合于制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件。

總而言之，三代寬禁帶半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)有效彌補了傳統(tǒng)一、二代半導(dǎo)體材料在高溫、高頻等領(lǐng)域的不足，能夠較好適應(yīng)半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展的需要。目前，三代半導(dǎo)體材料還難以完全取代前兩代半導(dǎo)體材料。

本文由石家莊藁城區(qū)興安鎮(zhèn)中學(xué)高級教師崔會欣進行科學(xué)性把關(guān)。

新華網(wǎng)科普事業(yè)部

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