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氮化镓(GAN)有什么优越性

发表时间:2023-11-09
来源:网络整理
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GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。上次金誉半导体带大家了解了它的基础特性:氮化镓(GAN)具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力,在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。

今天就来了解一下,氮化镓(GAN)在应用过程中具有那些性能特点?

氮化镓(GAN)的性能特点

高性能:这一点金誉半导体在上一篇有讲过,氮化镓(GAN)的高性能主要包括高输出功率、高功率密度、高工作带宽、高效率、体积小、重量轻等。目前第一代和第二代半导体材料在输出功率方面已经达到了极限,而氮化镓(GAN)半导体由于在热稳定性能方面的优势,很容易就实现高工作脉宽和高工作比,将天线单元级的发射功率提高10倍。

低成本:GaN半导体的应用,能够有效改善发射天线的设计,减少发射组件的数目和放大器的级数等,有效降低成本。目前氮化镓(GAN)已经开始取代GaAs作为新型雷达和干扰机的T/R(收/发)模块电子器件材料。美军下一代的AMDR(固态有源相控阵雷达)便采用了氮化镓(GAN)半导体。

并且,氮化镓禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、电子饱和漂移速度高、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优越性质,使得它成为迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系,并可以成为制备宽波谱、高功率、高效率的微电子、电力电子、光电子等器件的关键基础材料。

高可靠性:一般情况下,功率器件的寿命与其温度密切相关,温结越高,寿命越低。氮化镓(GAN)材料具有高温结和高热传导率等特性,极大地提高了器件在不同温度下的适应性和可靠性。而且,氮化镓(GAN)器件可以用在650°C以上的军用装备中。

氮化镓(GAN)较宽的禁带宽度(3.4eV) 及蓝宝石等材料作衬底,散热性能好,有利于器件在大功率条件下工作。随着对Ⅲ族氮化物材料和器件研究与开发工作的不断深入,GaInN超高度蓝光、绿光LED技术已经实现商品化,现在世界各大公司和研究机构都纷纷投入巨资加入到开发蓝光LED的竞争行列。

由于它的优异特性,氮化镓(GAN)与SIC、金刚石等半导体材料一起,被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。