功率半导体器件的简称,是指具有将电能转换为其他形式能的器件,主要包括晶体管、二极管和晶闸管等。
功率半导体器件的分类方式有多种,按照半导体材料的性质不同,可以分为非晶硅功率器件、有机硅基功率器件、化合物半导体功率器件和砷化镓功率器件等四大类。非晶硅功率器件主要包括硅基、砷化镓等。有机硅功率器件包括三基色荧光粉和三基色发光二极管。砷化镓材料中的 GaAs系化合物可用于制备砷化镓半导体。
非晶硅和有机硅基的材料分别是功率半导体应用中最大和最主要的两种类型,目前在工业、电子、电力电子等领域得到了广泛应用。
随着电子技术的发展,以及功率控制领域对新材料、新工艺不断提出的需求,非晶硅和有机硅基材料在功率半导体行业中发挥了重要作用。根据目前半导体产业的发展趋势和我国新材料、新工艺技术的研发进度,非晶硅和有机硅基材料将在我国功率半导体行业中占据主导地位,是我国未来发展重点。
硅基功率器件
硅材料是最成熟、最可靠的功率器件材料,具有耐高压、耐高温、抗辐射等优点,在功率变换和逆变器件方面占据优势地位,是当前功率器件的主流产品。然而,随着电子技术的发展和电子产品对效率、质量和功耗等要求的提高,传统的硅基功率器件已经不能满足需求。
有机硅基材料由于具有较低的成本优势以及与硅材料同等的性能,逐步成为功率器件发展的主流方向。目前,有机硅基材料在功率器件中的应用主要集中在功率变换、开关和控制三个领域。其发展前景良好,随着技术的不断进步和市场需求的不断增加,有机硅基材料将成为未来功率半导体行业发展的主流趋势。
碳化硅
碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、热导率高、饱和电子漂移速度快、抗辐射能力强、抗高温和高压等优点,在高温、高压、高频等特殊应用领域具有巨大的优势,如电子电力装备中的微波射频和通讯基站中的基站电源。在新能源汽车上,碳化硅(SiC)在高压大功率 SiC器件中具有广阔的应用前景。碳化硅功率器件也是新能源汽车领域应用最多的器件。目前国内碳化硅产业发展较快,但是与国外仍有一定差距,主要体现在工艺水平、成本控制和产品质量等方面。随着国产碳化硅功率器件品质提升,以及工艺成熟度的提升,碳化硅将逐步替代现有国外进口产品。
氮化镓
GaN作为第三代半导体材料,具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、耐高温、抗辐射等一系列优良特性,因而在高速晶体管、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。氮化镓材料被称为第三代半导体材料中最具有发展潜力的材料之一,是未来功率器件的发展方向。
氮化镓材料具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、热导率高和抗辐射等特性,因此可以用于制作高功率、高频率的功率器件,如高压大功率开关电源、微波射频器件、高频微波开关器件和高压大功率 LED等。氮化镓材料主要有三种类型,即氮化镓(GaN)化合物半导体,氮化镓基化合物半导体和碳化硅基化合物半导体。
金刚石
金刚石又名金刚石,是一种六方晶系的碳半导体,它是一种天然形成的、最坚硬的物质,它是自然界中硬度最高的物质,金刚石的硬度比任何其它材料都要大得多。金刚石具有优异的物理性能,如高介电常数、高介电损耗、高热导率和高反电势等,这些优异的物理特性使得其成为制造器件最好的材料之一。
金刚石也是目前工业应用中最广泛、最重要的一种半导体材料。由于它具有硬度大、热稳定性好、化学性质稳定、耐高温、抗冲击等特点,广泛应用于工业刀具,特别是刀具、钻头、切割设备及精密仪器等方面;同时还广泛应用于半导体工业中的外延片制备。
邮箱:tommy@chengdufara.com
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