化合物半導(dǎo)體材料(http://.cn/content/112/ml)和器件經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,特別是近二十年的突飛猛進(jìn),通過(guò)發(fā)揮化合物半導(dǎo)體材料的優(yōu)良特性,在高頻、大功率、***率等方面與硅基集成電路形成互補(bǔ),已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于信息社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,如無(wú)線通信、電力電子、光纖通信、國(guó)防科技等等。近幾年,隨著材料生長(zhǎng)、器件工藝、電路集成等技術(shù)不斷發(fā)展,以及新結(jié)構(gòu)、新原理等不斷突破,化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)四個(gè)主要方向:
?。ㄒ唬┏浞滞诰虿牧系膬?yōu)勢(shì),***信息器件頻率、功率、效率的發(fā)展方向
(二)高遷移率化合物半導(dǎo)體材料:延展摩爾定律的新動(dòng)力
?。ㄈ┡c硅基材料和技術(shù)融合,支撐信息科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新突破
隨著信息技術(shù)向推動(dòng)人類社會(huì)在健康、環(huán)境、安全、新價(jià)值深入發(fā)展的新技術(shù)范疇發(fā)展,傳統(tǒng)CMOS技術(shù)不能滿足所有信息系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界的各種不同需求,例如無(wú)線電頻率和移動(dòng)電話,高壓開關(guān)與模擬電路非數(shù)字的功能,以及汽車電子照明和電池充電器、傳感器和執(zhí)行器和至關(guān)重要的控制汽車運(yùn)動(dòng)的安全系統(tǒng)電路,這些新的電子應(yīng)用領(lǐng)域需要發(fā)展新型功能器件與異質(zhì)融合技術(shù)?;衔锇雽?dǎo)體在功率、頻率、光電集成、信息傳感、量子新器件等方面具有巨大的優(yōu)勢(shì),而硅基材料和集成電路在信號(hào)處理與計(jì)算、功能集成等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,同時(shí)在性價(jià)比、工藝成熟度等方面具有化合物***的優(yōu)勢(shì),將兩者的優(yōu)勢(shì)有效結(jié)合,是化合物半導(dǎo)體發(fā)展的必然趨勢(shì)。
?。ㄋ模㏒iC電力電子器件異軍突起,***綠色微電子發(fā)展
多年來(lái),由于SiC材料和器件的制備工藝難度大、成品率低,因而價(jià)格較高,影響其向民用市場(chǎng)的推廣應(yīng)用。在單晶方面,國(guó)際上一直致力于SiC襯底晶片的擴(kuò)徑工作,主要原因是使用大直徑SiC襯底(如6英寸襯底)不但可提高生產(chǎn)效率,而且也有助于減少器件的制造成本。
自2007年至今,市場(chǎng)上的商用SiC襯底片從50mm發(fā)展到150mm,SiC襯底的直徑越來(lái)越大,并且位錯(cuò)、微管等缺陷的密度越來(lái)越低,從而使SiC器件的成品率提高、成本降低,生產(chǎn)SiC產(chǎn)品的廠商越來(lái)越多,更多的領(lǐng)域開始使用SiC器件。法國(guó)市場(chǎng)調(diào)研公司YoleDevelopment提供的數(shù)據(jù)表明從2005年至2009年SiC器件市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率為27%,從2010年至2015年的年增長(zhǎng)率將為60%~70%。我國(guó)天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體公司進(jìn)入SiC襯底市場(chǎng)后,迅速降低了國(guó)際上SiC襯底的價(jià)格,從而推動(dòng)SiC器件的更快普及。
采用碳化硅等新型寬禁帶半導(dǎo)體材料制成的功率器件,實(shí)現(xiàn)人們對(duì)“理想器件”的追求,將是下個(gè)世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢(shì)。
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