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備受關注的第四代半導體材料“氧化鎵”究竟具有哪些優(yōu)勢？

2021-09-06 09:29:37

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備受關注的第四代半導體材料“氧化鎵”究竟具有哪些優(yōu)勢，其是否有望成為滿足半導體功率器件發(fā)展需求的新一代半導體材料呢？

資料顯示，氧化稼是一種新興的超寬帶隙半導體，擁有4.8eV的超大帶隙。*為對比，SiC和GaN的帶隙為3.3eV，而硅則僅有1.1eV，那就讓這種新材料擁有更高的穩(wěn)定性、更高的電壓、再加上其能被廣泛采用的天然襯底，讓開發(fā)者可以輕易基于此開發(fā)出小型化，高效的大功率晶體管。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從數(shù)據(jù)上看，氧化稼的損耗理論上是硅的1/3000、碳化硅的1/6，氮化鎵的1/3。

氧化稼還可以添加電荷載流子，以通過稱為摻雜的過程使其導電性更強。另外晶體氧化稼的大硅片實際上非常容易制造。與許多寬帶隙半導體不同，氧化稼可以使用與硅晶圓大致相同的工藝制造，成本低廉，在尚未批量爆發(fā)的情況下，價值成本已經(jīng)做到和同類型產(chǎn)品相比降低七分之一。這就讓產(chǎn)業(yè)界人士對其未來有很高的期待。而成本更是讓其成為一個吸引產(chǎn)業(yè)關注的另一個重要因素。

據(jù)市場調(diào)查數(shù)據(jù)預測來看，2030年氧化稼功率元器件的市場規(guī)模將會達到1642億日元（約人民幣92.76億元），這個市場規(guī)模要比氮化鎵功率器件的1085億日元規(guī)模還要大。

氧化稼是一種新興的功率半導體材料，其禁帶寬度大于硅、氮化鎵和碳化硅，在高功率應用領域的應用優(yōu)勢愈加明顯。但氧化稼不會取代碳化硅和氮化鎵，后兩者是硅之后的下一代主要半導體材料。氧化稼更有可能在擴展超寬禁帶系統(tǒng)可用的功率和電壓范圍方面發(fā)揮作用。而*有希望的應用可能是電力調(diào)節(jié)和配電系統(tǒng)中的高壓整流器，如電動汽車和光伏太陽能系統(tǒng)。