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GaN是什么半导体

发布时间: 2021-03-07 23:00:47

Ⅰ 以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。回答下列问题:(1)镓为

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Ⅱ gan是什么意思

是"gan"的意思还是“干”的意思呢?1.gan:化学:GaN 即氮化镓,属第三代半导体材料。禁带宽度在T=300K时为3.2~3.3eV,晶格常数为0.452nm。(不过这你应该不会学到。。。)2.gan(关于魔方的) gan's公式
3阶魔方中类似与CFOP公式的手法,
当然也可以用与更高阶层的魔方.———————————————————————————————————————————————
干(gān):1.主干 [trunk] 2.做,从事于或忙于做某事,尤指从事某项职业 [do;act;execute;work]
3.效果;用处 [effect] 例:况且朱三是穷人,讨也没干。 4.事情 [affair]。 如:公干;有何贵干? 5.建立;求取 [set up;found;seek for]。如:干功(建功)
6.干练 [capable and experienced]干(gàn):1.古代指盾 shield 2.干燥;没有水分或水分很小。 dry 3.没有效果; 徒然 without results; in vain; waste efforts 干瞪眼 4.加工制成的干的食品 Processed into dry foods 葡萄干 望采纳。。。

Ⅲ 为什么氮化镓能够成为第三代半导体的核心材料啊

因为氮化镓具有很多独特的优势,比如说高电压、高功率、高禁带、高带宽等等,4英寸半极性氮化镓材料的量产,已经率先由利亚德参股的Saphlux公司完成了,未来发展可期啊。

Ⅳ 有谁知道GaN半导体材料的晶体结构

001_GaN晶体结构图 http://wenku..com/view/2396b729647d27284b735118.html

Ⅳ GaN是什么晶体

氮化镓,宽禁带半导体,用于半导体照明芯片,一般用于缓冲层、量子阱(版MWQ)中的垒层(barrier)等,权在蓝光LED和紫外LED中有重要应用。工业上一帮采用金属有机化合物气相外延沉积(MOCVD)技术生长。

Ⅵ 以氮化镓(GaN)、碳化硅、金刚石等为代表的第三代半导体材料具有高发光效率、抗腐蚀、化学稳定性好、高

(1)氮、镓、碳、硅四种元素原子半径最小的是N,位于第二周期第ⅤA主族;
C原子序专数最小,原子核属外有2个电子层,最外层电子数为4,原子结构示意图为
(2)设镓的另一核素质量数为x,则69×60.1%+x×(1-60.1%)=69.72,解得x=71,的质子数=13+18=31,故该同位素符号为3171Ga,
故答案为:3171Ga;
(3)①氢氧化镓与氢氧化铝的性质相似,氢氧化镓的电离方程式为:H++H2O+GaO2-?Ga(OH)3?Ga3++3OH-
故答案为:H++H2O+GaO2-?Ga(OH)3?Ga3++3OH-
②所得的溶液中存在平衡:H++H2O+GaO2-?Ga(OH)3,H++H2O+AlO2-?Al(OH)3,Al(OH)3的电离平衡常数更小,故溶液中通入二氧化碳,先析出Al(OH)3沉淀,
故答案为:Al(OH)3

Ⅶ 氮化镓是什么东西, 目前技术成熟吗

GaN ,氮化镓 这是一种具有较大禁带宽度的半导体,属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料,也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。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,并与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。它具有宽的直接带隙、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。 GaN材料的缺点和问题一方面,在理论上由于其能带结构的关系,其中载流子的有效质量较大,输运性质较差,则低电场迁移率低,高频性能差。 另一方面,现在用异质外延(以蓝宝石和SiC作为衬底)技术生长出的GaN单晶,还不太令人满意(这有碍于GaN器件的发展),例如位错密度达到了108~1010/cm2(虽然蓝宝石和SiC与GaN的晶体结构相似,但仍然有比较大的晶格失配和热失配);未掺杂GaN的室温背景载流子(电子)浓度高达1017cm-3(可能与N空位、替位式Si、替位式O等有关),并呈现出n型导电;虽然容易实现n型掺杂(掺Si可得到电子浓度1015~1020/cm3、室温迁移率>300 cm2/ V.s 的n型GaN),但p型掺杂水平太低(主要是掺Mg),所得空穴浓度只有1017~1018/cm3,迁移率<10cm2/V.s,掺杂效率只有0.1%~1%(可能是H的补偿和Mg的自身电离能较高所致)。 GaN材料的优点与长处①禁带宽度大(3.4eV),热导率高(1.3W/cm-K),则工作温度高,击穿电压高,抗辐射能力强; ②导带底在Γ点,而且与导带的其他能谷之间能量差大,则不易产生谷间散射,从而能得到很高的强场漂移速度(电子漂移速度不易饱和); ③GaN易与AlN、InN等构成混晶,能制成各种异质结构,已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的2-DEG(因为2-DEG面密度较高,有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素); ④晶格对称性比较低(为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构),具有很强的压电性(非中心对称所致)和铁电性(沿六方c轴自发极化):在异质结界面附近产生很强的压电极化(极化电场达2MV/cm)和自发极化(极化电场达3MV/cm),感生出极高密度的界面电荷,强烈调制了异质结的能带结构,加强了对2-DEG的二维空间限制,从而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN异质结中可达到1013/cm2,这比AlGaAs/GaAs异质结中的高一个数量级),这对器件工作很有意义。 总之,从整体来看,GaN的优点弥补了其缺点,特别是通过异质结的作用,其有效输运性能并不亚于GaAs,而制作微波功率器件的效果(微波输出功率密度上)还往往要远优于现有的一切半导体材料。 编辑本段GaN器件制造中的主要问题 因为GaN是宽禁带半导体,极性太大,则较难以通过高掺杂来获得较好的金属-半导体的欧姆接触,这是GaN器件制造中的一个难题,故GaN器件性能的好坏往往与欧姆接触的制作结果有关。现在比较好的一种解决办法就是采用异质结,首先让禁带宽度逐渐过渡到较小一些,然后再采用高掺杂来实现欧姆接触,但这种工艺较复杂。总之,欧姆接触是GaN器件制造中需要很好解决的一个主要问题。

Ⅷ 氮化镓是用来做什么的,它有什么特点呢

氮化镓主要还是用于LED(发光二极管),微电子(微波功率和电力电子器件),场效电晶体(MOSFET)。

在被称作发光二极管的节能光源中,氮化镓已经使用了数十年。在一些平凡的科技产品,如蓝光碟片播放器里,氮化镓也有应用。但耐热和耐辐射的特性,让它在军事和太空领域应用广泛。如今,反弹道导弹雷达和美国空军用来追踪空间碎片的雷达系统“太空篱笆”也使用了氮化镓芯片。

第一代半导体是硅,主要解决数据运算、存储的问题;第二代半导体是以砷化镓为代表,它被应用到于光纤通讯,主要解决数据传输的问题;第三代半导体以氮化镓为代表,它在电和光的转化方面性能突出,在微波信号传输方面的效率更高,所以可以被广泛应用到照明、显示、通讯等各大领域。

氮化镓(化学式GaN)被称为“终极半导体材料”,可以用于制造用途广泛、性能强大的新一代微芯片,属于所谓宽禁带(wide-bandgap,氮化镓的禁带宽度是3.4 eV电子伏特)半导体之列,是研制高效率、高功率微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。氮化镓,分子式GaN,英文名称Gallium nitride,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,其单芯片亮度理论上可以达到过去的10倍。例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)激光。

氮化镓具有的直接带隙宽、原子键强、热导率高、化学稳定性好、抗辐射能力强、具有较高的内、外量子效率、发光效率高、高强度和硬度(其抗磨力接近于钻石)等特点和性能可制成高效率的半导体发光器件——发光二极管(Light-emittingdiode,简称为LED)和激光器(Laserdiode,简称为LD)。并可延伸至白光LED和蓝光LD。抗磨力接近于钻石特性将有助于开启在触控屏幕、太空载具以及射频(RF) MEMS等要求高速、高振动技术的新应用。

LED特别是蓝、绿光LED应用于大屏幕全彩显示、汽车灯具、多媒体显像、LCD背光源、交通信号灯、光纤通讯、卫星通讯、海洋光通讯、全息像显示、图形识别等领域。具有体积小、重量轻、驱动电压低(3.5-4.0V)、响应时间短、寿命长(100000小时以上)、冷光源、发光效率高、防爆、节能等功能。LD特别是蓝光LD因其具有短波长、体积小、容易制作高频调制等优点,可使现在的激光器读取器的信息存储量和探测器的精确性及隐蔽性都有较大提高,信息的寻道时间亦将大为缩短,在民用与军用领域有着巨大潜在用途,应用于光纤通讯、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域,将会取代目前的红外光等激光器。白光LED是将蓝光LED与YAG荧光物质放在一起,其合成的光谱为白光,在不远的将来取代目前传统的白炽灯和日光灯,从而引起世界照明工业的革命。

Ⅸ 氮化镓是金属材料吗

氮化镓(GAN)是什么?
氮化镓(GAN)是第三代半导体材料的典型代表,在T=300K时为,是半导体照明中发光二极管的核心组成部份。氮化镓是一种人造材料,自然形成氮化镓的条件极为苛刻,需要2000多度的高温和近万个大气压的条件才能用金属镓和氮气合成为氮化镓 ,在自然界是不可能实现的。
大家都知道,第一代半导体材料是硅,主要解决数据运算、存储的问题;第二代半导体是以砷化镓为代表,它被应用到于光纤通讯,主要解决数据传输的问题;第三代半导体则就是以氮化镓为代表,它在电和光的转化方面性能突出,在微波信号传 输方面的效率更高,所以可以被广泛应用到照明、显示、通讯等各大领域。1998年,美国科学家研制出了首个氮化镓晶体管。
氮化镓(GAN)的性能特点
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。
高可靠性:功率器件的寿命与其温度密切相关,温结越高,寿命越低。GaN材料具有高温结和高热传导率等特性,极大的提高了器件在不同温度下的适应性和可靠性。GaN器件可以用在650°C以上的军用装备中。
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GaN半导体。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。
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。
氮化镓的应用
氮化镓作为半导体发光二极管应用于LED照明也已经在中国发展得风起云涌。目前市场上大规模应用于LED照明的氮化镓芯片距离氮化镓真正的“神奇能量”还相距甚远。GaN半导体可以使得汽车、消费电子、电网、高铁等产业系统所使用的各类电机、 逆变器、AC/DC转换器等变得更加节能、高效。GaN用在大功率器件中可以降低自身功耗的同时提高系统其它部件的能效,节能20%-90%。
氮化镓的未来发展
GaN宽禁带电力电子器件代表着电力电子器件领域发展方向,材料和工艺都存在许多问题有待解决,即使这些问题都得到解决,它们的价格肯定还是比硅基贵。预计到2019年,硅基GaN的价格可能下降到可与硅材料相比拟的水平。由于它们的优异特 性可能主要用于中高端应用,与硅全控器件不可能全部取代硅半控器件一样,SiC和GaN宽禁带电力电子器件在将来也不太可能全面取代硅功率MOSFET、IGBT和GTO(包括IGCT)。SiC电力电子器件将主要用于1200V以上的高压工业应用领域;GaN电力电 子器件将主要用于900V以下的消费电子、计算机/服务器电源应用领域。
GaN作为第三代半导体材料,其性质决定了将更适合4G乃至未来5G等技术的应用。从现在的市场状况来看,GaAs仍然是手机终端PA和LNA等的主流,而LDMOS则处于基站RF的霸主地位。但是,伴随着Si材料和GaAs材料在性能上逐步达到极限,我们预计 GaN半导体将会越来越多的应用在无线通信领域中。

Ⅹ 请问,氮化镓可以用来做半导体材料吗

5G时代的到来会对半导体材料掀起怎样的波澜?SEMI全球总裁暨首席执行官Ajit Manocha在今年半导体展的“策略材料高峰论坛”致辞视频中提到, 5G和AI将促使市场都围绕在“功耗”这件事情上,凸显了材料将会是半导体领域大发展重点学。

在疫情的冲击下,人类改变了原有的生活作息,居家办公、远距教学所带动的不只是对相关电子设备的需求大增,也让云端产业、数据中心的角色更为重要,回归到运算的需求,寻找到能满足散热需求的材料变成了一个重要课题。

5G来临,“硅”遇到了什么问题?

不过原本以“硅(Si)”材料为主的半导体,在5G时代遇到了什么问题呢?

“因为电子硅在里面跑得不够快、不能做高频,也不耐高(电)压,所以不适合做高功率组件”,台湾工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅一语道破硅的困境。

硅是目前地球上仅次于氧的丰富元素,在过去近60年以来,一直是半导体制作上不可或缺的材料,除了因为容易取得的优势外,它的机械性够强、制作上也有不易破的特点,而且基础建设也相对完整,因此一直是近年来半导体的首选材料。

但是5G的时代下,应用场景不少是聚焦在高频、高压的应用上,这就使得硅本身的材料特性受限,也使得半导体产业需要寻找其他的材料,砷化镓、氮化镓、硫化锌以及碳化硅等都是热门候选材料。吴志毅也指出,目前第二代半导体材料以砷化镓为主,因为技术上相对纯熟,还能制作高频的组件,但缺点是不耐高电压。

“现在有不少手机里面的组件就已经是采用砷化镓了,”吴志毅说。如苹果手机所采用的人脸辨识,因采用VCSEL(面射型雷射)技术,使具备可发光、可吸收光等物理特性的砷化镓成了重要的材料。不过市场仍是需要寻找一个能同时满足高频率、高功率的材料,氮化镓(GaN)变成了热门选择。

满足高频、高功率需求,氮化镓成重要人选

台湾交通大学副校长张翼在“策略材料高峰论坛”演讲时也分享到,半导体的新材料上,氮化镓(GaN)将会是继硅之后的一个重要的应用材料,“因为他用途很广、技术也相对纯熟”,他说。

吴志毅对此补充,目前氮化镓在LED的应用上已相当广泛,但是在电子半导体组件仍非主流,不过由于能满足高功率、高频的需求,已经成为第三代半导体材料的重要选项。

但目前氮化镓有2个技术上的难题,其一是以目前生长的基板碳化硅来说,尺寸上尚无法突破6英寸晶圆的大小,同时碳化硅的取得成本较高,导致目前既无法大量生产、价格也压不下来;第二个则是要如何让氮化镓能在硅晶圆上面生长、并且拥有高良率,是业界要突破的技术,如果可以克服并运用现有的基础设施,氮化镓未来的价格跟产量就能有所改善。

其实氮化镓能应用的领域不少,包括雷达预警、5G通讯、消费电子、车联网等等,但张翼认为车联网将会是氮化镓等新材料应用场景的重要希望。

主要因为车联网连接的不只是5G,甚至是下一代6G、7G等行动通讯网络,因此在带宽、速度的需求下,氮化镓因为能够耐高温(约200度),成了高速联网系统的最佳应用材料。至于现在所提到的5G智能手机等相关设备,在他看来都还是很初级的应用。

中国目前的氮化镓水平现状

目前主流氮化镓生产厂商依旧集中在欧洲和日本,主要有德国Siltronic、日本Sumco、比利时的EpiGaN等。我们企业整体上尚未接入第一梯队,主要有三安光电、闻泰科技、海特高新等,规模和技术水平和国外相比,仍处于初级阶段,材料制造设备也依赖于进口,整个氮化硅的产业链尚未形成等。只有解决这些问题,方可提高我国半导体材料整体水平。

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