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設(shè)備裝卸搬運(yùn)維修氣墊車運(yùn)輸

2021-07-20  來(lái)自: 亞瑟半導(dǎo)體設(shè)備安裝(上海)有限公司 瀏覽次數(shù):208

設(shè)備裝卸搬運(yùn)維修氣墊車運(yùn)輸?shù)膩喩獔?bào)道:已故的萊斯特•F.伊斯曼(Lester F. East-man)和烏梅什•K. 米什拉(Umesh K.Mishra)談到了當(dāng)時(shí)功率半導(dǎo)體界的一項(xiàng)大膽技術(shù):氮化鎵(GaN)。對(duì)于強(qiáng)大耐用的射頻放大器在當(dāng)時(shí)新興的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)以及電網(wǎng)功率切換應(yīng)用中的使用前景,他們表達(dá)了樂(lè)觀的看法。他們稱氮化鎵器件為“迄今為止半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍固耐用的晶體管”。


伊斯曼和米什拉是對(duì)的。氮化鎵的寬帶隙(使束縛電子自由斷裂并有助于傳導(dǎo)的能量)和其他性質(zhì)讓我們能夠利用這種材料承受高電場(chǎng)的能力,制造性能半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍的器件。如今,氮化鎵是固態(tài)射頻功率應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)可爭(zhēng)議。它已經(jīng)在雷達(dá)和5G無(wú)線技術(shù)中得到了應(yīng)用,很快將在電動(dòng)汽車的逆變器中普及。你甚至可以買到基于氮化鎵的USB壁式充電器,它們體積小且功率非常高。不過(guò),還有比它的東西嗎?有能讓射頻放大器變得更強(qiáng)大裝置嗎?有能讓電力電子設(shè)備體積變得更小,讓飛機(jī)和汽車上使用的電子設(shè)備更輕、更小的裝置嗎?我們能找到帶隙更大的導(dǎo)電材料嗎?是的,我們可以。事實(shí)上,許多材料都有更大的帶隙,但量子力學(xué)性意味著,幾乎所有這些材料都不能用作半導(dǎo)體。不過(guò),透明導(dǎo)電氧化物氧化鎵(Ga2O3是一個(gè)特例。這種晶體的帶隙近5電子伏特,如果說(shuō)氮化鎵(3.4eV)與它的差距為1英里,那么硅(1.1eV)與它的差距則好比一個(gè)馬拉松。金剛石和氮化鋁的帶隙更大,但它們不具備氧化鎵所具備的幸運(yùn)特性,氧化鎵有助于制造價(jià)格低廉但功能強(qiáng)大的器件。一種材料僅僅有寬帶隙是不夠的。所有的電介質(zhì)和陶瓷都有寬帶隙,否則它們就不會(huì)被用作絕緣體了,而氧化鎵有一組半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍特性,它可以作為功率切換和射頻電子器件的半導(dǎo)體從而發(fā)揮巨大作用。它的特點(diǎn)之一是,通過(guò)摻雜的方法,可以在氧化鎵中加入電荷載流子,使其更具導(dǎo)電性。摻雜包括向晶體添加量的雜質(zhì),以控制半導(dǎo)體中載流子的濃度。對(duì)于硅,可以使用離子注入法,然后退火處理,在晶體中摻雜磷(以添加自由電子)或硼(以減去自由電子),從而使電荷能夠自由移動(dòng)。對(duì)于氧化鎵,可以用同樣的方法在晶體中摻雜硅來(lái)添加電子。如果在任何其他寬帶隙氧化物中這樣做,結(jié)果可能是破碎的晶體和晶格斑點(diǎn),這樣的話電荷會(huì)被卡住。氧化鎵能夠適應(yīng)通過(guò)“離子注入”標(biāo)準(zhǔn)工藝添加以及外延生長(zhǎng)(沉積額外的晶體)過(guò)程中添加的摻雜劑,因此我們能夠借用各種各樣的既有商業(yè)光刻和加工技術(shù)。借助這些方法,定義幾十納米的晶體管尺寸和產(chǎn)生各種各樣的器件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得相對(duì)簡(jiǎn)單。其他寬帶隙的半導(dǎo)體材料不具備這種難以置信的有用特性,甚至氮化鎵也不例外。氧化鎵的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,實(shí)際上很容易根據(jù)需要制造氧化鎵晶體大晶圓。雖然氧化鎵晶體有幾種類型,但穩(wěn)定的是β,其次是εα。其中,有關(guān)β-氧化鎵的綜合性質(zhì)的研究這主要得益于日本筑波的日本半‍導(dǎo)‌體‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍材料科學(xué)研究所和柏林萊布尼茨晶體研究所的開拓性工作。β-氧化鎵特別有趣的一點(diǎn)是,它具備良好的熱穩(wěn)定性,因此可以使用大量的商業(yè)技術(shù)來(lái)制造,包括用于制造硅片的提拉法。此外,也可以使用“邊緣定義、薄膜饋電晶體生長(zhǎng)”技術(shù)來(lái)生產(chǎn)β-氧化鎵晶圓,雜貨店結(jié)賬用的條形碼掃描儀上的藍(lán)寶石窗口就是這樣制造的。如今,甚至可以使用可高度擴(kuò)展的垂直坩堝下降(Bridgman-Stockbarger)技術(shù)生長(zhǎng)晶體。


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