ಮೊದಲ ತಲೆಮಾರಿನ ಎರಡನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು

ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮೂರು ಪರಿವರ್ತನಾ ಪೀಳಿಗೆಗಳ ಮೂಲಕ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿವೆ:

1 ನೇ ತಲೆಮಾರಿನ (Si/Ge) ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಅಡಿಪಾಯ ಹಾಕಿದರು,

2ನೇ ತಲೆಮಾರಿನ (GaAs/InP) ಮಾಹಿತಿ ಕ್ರಾಂತಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸಿತು,

3ನೇ ತಲೆಮಾರಿನ (SiC/GaN) ಈಗ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ತೀವ್ರ-ಪರಿಸರ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇಂಗಾಲದ ತಟಸ್ಥತೆ ಮತ್ತು 6G ಯುಗವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ಪ್ರಗತಿಯು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಬಹುಮುಖತೆಯಿಂದ ವಿಶೇಷತೆಗೆ ಒಂದು ಮಾದರಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಮೊದಲ ತಲೆಮಾರಿನ ಅರೆವಾಹಕಗಳು: ಸಿಲಿಕಾನ್ (Si) ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ (Ge)

ಐತಿಹಾಸಿಕ ಹಿನ್ನೆಲೆ

೧೯೪೭ ರಲ್ಲಿ, ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿತು, ಇದು ಅರೆವಾಹಕ ಯುಗದ ಉದಯವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿತು. ೧೯೫೦ ರ ದಶಕದ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅದರ ಸ್ಥಿರ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದರ (SiO₂) ಮತ್ತು ಹೇರಳವಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳಿಂದಾಗಿ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ (ICs) ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿ ಕ್ರಮೇಣ ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿತು.

ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

Ⅰ (ಶಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್:

ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್: 0.67eV (ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್, ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಗುರಿಯಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ, ಕಳಪೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ).

ಸಿಲಿಕಾನ್: 1.12eV (ಪರೋಕ್ಷ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್, ಲಾಜಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗೆ ಅಸಮರ್ಥವಾಗಿದೆ).

Ⅱ,ಸಿಲಿಕೋನ್‌ನ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಆಕ್ಸೈಡ್ (SiO₂) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು MOSFET ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಮಣ್ಣು ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ (ಹೊಟ್ಟು ಸಂಯೋಜನೆಯ ~28%).

Ⅲ,ಮಿತಿಗಳು:

ಕಡಿಮೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ (ಕೇವಲ 1500 cm²/(V·s)), ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ.

ದುರ್ಬಲ ವೋಲ್ಟೇಜ್/ತಾಪಮಾನ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ (ಗರಿಷ್ಠ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತಾಪಮಾನ ~150°C).

ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

Ⅰ、,ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು (ಐಸಿಗಳು):

CPU ಗಳು, ಮೆಮೊರಿ ಚಿಪ್‌ಗಳು (ಉದಾ, DRAM, NAND) ಹೆಚ್ಚಿನ ಏಕೀಕರಣ ಸಾಂದ್ರತೆಗಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: ಇಂಟೆಲ್‌ನ 4004 (1971), ಮೊದಲ ವಾಣಿಜ್ಯ ಮೈಕ್ರೋಪ್ರೊಸೆಸರ್, 10μm ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿತು.

Ⅱ,ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳು:

ಆರಂಭಿಕ ಥೈರಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ MOSFET ಗಳು (ಉದಾ, PC ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜುಗಳು) ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತವಾಗಿದ್ದವು.

ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲದಿರುವಿಕೆ

ಸೋರಿಕೆ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಅಸ್ಥಿರತೆಯಿಂದಾಗಿ ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಅನ್ನು ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕಲಾಯಿತು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಹೈ-ಪವರ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಮಿತಿಗಳು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿದವು.

2ಎರಡನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಅರೆವಾಹಕಗಳು: ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ (GaAs) ಮತ್ತು ಇಂಡಿಯಮ್ ಫಾಸ್ಫೈಡ್ (InP)

ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹಿನ್ನೆಲೆ

1970-1980ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಮೊಬೈಲ್ ಸಂವಹನ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಗ್ರಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಂತಹ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿದವು. ಇದು GaAs ಮತ್ತು InP ನಂತಹ ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು.

ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ:

GaAs: 1.42eV (ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್, ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ - ಲೇಸರ್‌ಗಳು/LED ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ).

InP: 1.34eV (ದೀರ್ಘ-ತರಂಗಾಂತರ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಉದಾ, 1550nm ಫೈಬರ್-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಸಂವಹನಗಳು).

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ:

GaAs 8500 cm²/(V·s) ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ (1500 cm²/(V·s)) ಗಿಂತ ಬಹಳ ಮುಂದಿದ್ದು, GHz-ಶ್ರೇಣಿಯ ಸಿಗ್ನಲ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಅನಾನುಕೂಲಗಳು

ಎಲ್ದುರ್ಬಲವಾದ ತಲಾಧಾರಗಳು: ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ತಯಾರಿಸಲು ಕಷ್ಟ; GaAs ವೇಫರ್‌ಗಳ ಬೆಲೆ 10× ಹೆಚ್ಚು.

ಎಲ್ಸ್ಥಳೀಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಇಲ್ಲ: ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ SiO₂ ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, GaAs/InP ಸ್ಥಿರವಾದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ IC ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಅಡ್ಡಿಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಎಲ್RF ಮುಂಭಾಗದ ತುದಿಗಳು:

ಮೊಬೈಲ್ ಪವರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು (PAಗಳು), ಉಪಗ್ರಹ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್‌ಗಳು (ಉದಾ. GaAs-ಆಧಾರಿತ HEMT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು).

ಎಲ್ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್:

ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು (CD/DVD ಡ್ರೈವ್‌ಗಳು), LED ಗಳು (ಕೆಂಪು/ಅತಿಗೆಂಪು), ಫೈಬರ್-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು (InP ಲೇಸರ್‌ಗಳು).

ಎಲ್ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು:

GaAs ಕೋಶಗಳು 30% ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ (ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ~20% ವಿರುದ್ಧ), ಇದು ಉಪಗ್ರಹಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. 

ಎಲ್ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಡಚಣೆಗಳು

ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚಗಳು GaAs/InP ಗಳನ್ನು ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಲಾಜಿಕ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಪ್ರಾಬಲ್ಯವನ್ನು ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಅರೆವಾಹಕಗಳು (ವೈಡ್-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳು): ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN)

ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಚಾಲಕರು

ಇಂಧನ ಕ್ರಾಂತಿ: ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ಗ್ರಿಡ್ ಏಕೀಕರಣವು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಅಗತ್ಯಗಳು: 5G ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ರಾಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ವಿಪರೀತ ಪರಿಸರಗಳು: ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮೋಟಾರ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ 200°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.

ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ಎಲ್SiC: 3.26eV ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್, ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ 10× ಸ್ಥಗಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ, 10kV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ.

ಎಲ್GaN: 3.4eV ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್, 2200 cm²/(V·s) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿದೆ.

ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆ:

SiC ಯ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು 4.9 W/(cm·K) ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ವಸ್ತು ಸವಾಲುಗಳು

SiC: ನಿಧಾನವಾದ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ 2000°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವೇಫರ್ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (6-ಇಂಚಿನ SiC ವೇಫರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ 20× ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ).

GaN: ನೈಸರ್ಗಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಕೊರತೆಯಿದೆ, ಆಗಾಗ್ಗೆ ನೀಲಮಣಿ, SiC, ಅಥವಾ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಟೆರೊಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಜಾಲರಿ ಅಸಾಮರಸ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್:

EV ಇನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳು (ಉದಾ, ಟೆಸ್ಲಾ ಮಾಡೆಲ್ 3 SiC MOSFET ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 5–10% ರಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ).

ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಕೇಂದ್ರಗಳು/ಅಡಾಪ್ಟರುಗಳು (GaN ಸಾಧನಗಳು 100W+ ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು 50% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ).

RF ಸಾಧನಗಳು:

5G ಬೇಸ್ ಸ್ಟೇಷನ್ ಪವರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು (GaN-on-SiC PAಗಳು mmWave ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ).

ಮಿಲಿಟರಿ ರಾಡಾರ್ (GaN GaA ಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು 5× ನೀಡುತ್ತದೆ).

ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್:

UV LED ಗಳು (ಕ್ರಿಮಿನಾಶಕ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಗುಣಮಟ್ಟ ಪತ್ತೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ AlGaN ವಸ್ತುಗಳು).

ಉದ್ಯಮದ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ

SiC ಹೈ-ಪವರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ, ಆಟೋಮೋಟಿವ್-ಗ್ರೇಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿವೆ, ಆದರೂ ವೆಚ್ಚಗಳು ತಡೆಗೋಡೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿವೆ.

ಗ್ರಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ (ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್) ಮತ್ತು RF ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ GaN ವೇಗವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿದೆ, 8-ಇಂಚಿನ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆ.

ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (Ga₂O₃, ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ 4.8eV) ಮತ್ತು ವಜ್ರ (5.5eV) ನಂತಹ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ವಸ್ತುಗಳು "ನಾಲ್ಕನೇ ತಲೆಮಾರಿನ" ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಿತಿಗಳನ್ನು 20kV ಮೀರಿ ತಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಅರೆವಾಹಕ ಪೀಳಿಗೆಗಳ ಸಹಬಾಳ್ವೆ ಮತ್ತು ಸಿನರ್ಜಿ

ಪೂರಕತೆ, ಬದಲಿಯಲ್ಲ:

ಲಾಜಿಕ್ ಚಿಪ್ಸ್ ಮತ್ತು ಗ್ರಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ (ಜಾಗತಿಕ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ 95%) ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ.

GaAs ಮತ್ತು InP ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗೂಡುಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಿವೆ.

ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ SiC/GaN ಗಳು ಭರಿಸಲಾಗದವು.

ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಏಕೀಕರಣ ಉದಾಹರಣೆಗಳು:

GaN-on-Si: ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು RF ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ GaN ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ.

SiC-IGBT ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು: ಗ್ರಿಡ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ.

ಭವಿಷ್ಯದ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು:

ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಏಕೀಕರಣ: ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಲು ಒಂದೇ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು (ಉದಾ. Si + GaN) ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು.

ಅಲ್ಟ್ರಾ-ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ವಸ್ತುಗಳು (ಉದಾ. Ga₂O₃, ವಜ್ರ) ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ (>20kV) ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು.

ಸಂಬಂಧಿತ ಉತ್ಪಾದನೆ

GaAs ಲೇಸರ್ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ 4 ಇಂಚು 6 ಇಂಚು

12 ಇಂಚಿನ SIC ತಲಾಧಾರ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪ್ರೈಮ್ ಗ್ರೇಡ್ ವ್ಯಾಸ 300mm ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರ 4H-N ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಧನ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ