半導體大神:氮化鎵

化學 韓國 科技 化學科技生活 2017-04-01

國家2025中國製造規劃之一:大力發展自己的半導體高端產業。滿足自給,兼顧走向世界,塑造“半導體”產業強國!

半導體:通俗的說就是常溫下導電性介於導體和絕緣體之間。和我國2016國家科技進步獎獲得者趙忠賢院士的40K高溫超導材料本質不一樣。一切電子產品都離不開半導體材料,高端的如二極管就是採用半導體制作的器件。如計算機、移動電話、數字錄音等機器的核心單元等都離不開半導體。無論從科技或是經濟發展角度來看,半導體的戰略意義重大。中國近年投入了大量的人力財力在進行研發,目前已經初具端倪!高端半導體產業是高科技、高利益產業,一直被美國、韓國、日本、中國臺灣等壟斷,製造了巨大的利益!


半導體大神:氮化鎵

(新的氮化鎵功能)

根據週期表中金屬和非金屬分界線附近界定,常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,目前由於硅的儲量大、容易提純、Si/SiO2 的界面可以通過氧化獲得,故研究得十分廣泛。目前仍是硅的影響力最大。但硅半導體也有無法克服的缺點,硅本身的電子和空穴遷移速度已經逐步難以滿足更高性能半導體器件的需求。還有硅屬於間接帶隙半導體,光發射效率不高等因素也是短板。半導體大神:氮化鎵

(含有氮化鎵電板)

所以科學家們對半導體材料研究一直在進行,近幾年來氮化鎵新貴湧現出來,他克服了傳統一些硅半導體等的缺點,又具備獨特的導電性能,被稱作是這是一種具有較大禁帶寬度的半導體,它還是微波功率晶體管的優良材料,也是藍色光發光器件中的一種具有重要應用價值的半導體,具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導率、幾乎不被任何酸腐蝕等性質和強的抗輻照能力,在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊的前景。被譽為是繼第一代Ge、Si半導體材料、第二代GaAs、InP化合物半導體材料之後的第三代半導體材料。中在氮化鎵材料研究上已經獲得巨大突破。目前化學制備是在高溫下,通過TMGa分解出的Ga與NH3的化學反應實現的,其反應方程式為:2Ga+2NH3 = 2GaN+3H2(可逆反應)。

半導體大神:氮化鎵

(結構)

當然,事物都有兩方面,氮化鎵材料也有目前無法克服的缺點。因為GaN是寬禁帶半導體,極性太大,通過高摻雜來獲得較好的金屬-半導體的歐姆接觸較難,這是GaN器件製造中的一個難題。

作者:小多

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