IGBT模塊
- 硅在當(dāng)前的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,他不僅是半導(dǎo)體集成電路,半導(dǎo)體器件和硅太陽能電池的基礎(chǔ)材料,而且用半導(dǎo)體制作的電子器件和產(chǎn)品已經(jīng)大范圍的進(jìn)入到人們的生活,人們的家用電器中所用到的電子器件80%以上與案件都離不開硅材料。鍺是稀有元素,地殼中的含量較少,由于鍺的特有性質(zhì),使得它的應(yīng)用主要集中與制作各種二極管,三極管等。而以鍺制作的其他錢江如探測(cè)器,也具有著許多的優(yōu)點(diǎn),廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。有機(jī)半導(dǎo)體材料具有熱激活電導(dǎo)率,如萘蒽,聚丙烯和聚二乙烯苯以及堿金屬和蒽的絡(luò)合物,有機(jī)半導(dǎo)體材料可分為有機(jī)物,聚合物和給體受體絡(luò)合物三類。有機(jī)半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力差,但是擁有加工處理方便,結(jié)實(shí)耐用,成本低廉,耐磨耐用等特性。
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非晶半導(dǎo)體按鍵合力的性質(zhì)分為共價(jià)鍵非晶半導(dǎo)體和離子鍵非晶半導(dǎo)體兩類,可用液相快冷方法和真空蒸汽或?yàn)R射的方法制備。在工業(yè)上,非晶半導(dǎo)體材料主要用于制備像傳感器,太陽能鋰電池薄膜晶體管等非晶體半導(dǎo)體器件。
化合物半導(dǎo)體材料種類繁多,按元素在周期表族來分類,分為三五族,二六族,四四族等。如今化合物半導(dǎo)體材料已經(jīng)在太陽能電池,光電器件,超高速器件,微波等領(lǐng)域占據(jù)重要位置,且不同種類具有不同的應(yīng)用??傊?,半導(dǎo)體材料的發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛,隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體材料的應(yīng)用將更加重要和關(guān)鍵,半導(dǎo)體技術(shù)和半導(dǎo)體材料的發(fā)展也將走向更高端的市場(chǎng)。
- 從提高硅集成電路成品率,降低成本看,增大直拉硅(CZ-Si)單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ-Si發(fā)展的總趨勢(shì)。目前直徑為8英寸(200mm)的Si單晶已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),基于直徑為12英寸(300mm)硅片的集成電路(IC‘s)技術(shù)正處在由實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中。目前300mm,0.18μm工藝的硅ULSI生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn),300mm,0.13μm工藝生產(chǎn)線也將在2003年完成評(píng)估。18英寸重達(dá)414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實(shí)驗(yàn)室研制成功,直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。
從進(jìn)一步提高硅IC‘S的速度和集成度看,研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會(huì)成為硅材料發(fā)展的主流。另外,SOI材料,包括智能剝離(Smart cut)和SIMOX材料等也發(fā)展很快。目前,直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功,更大尺寸的片材也在開發(fā)中。
- 理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應(yīng)對(duì)現(xiàn)有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術(shù)的限制問題,更重要的是將受硅、SiO2自身性質(zhì)的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料(如用Si3N4等來替代SiO2),低K介電互連材料,用Cu代替Al引線以及采用系統(tǒng)集成芯片技術(shù)等來提高ULSI的集成度、運(yùn)算速度和功能,但硅將最終難以滿足人類不斷的對(duì)更大信息量需求。為此,人們除尋求基于全新原理的量子計(jì)算和DNA生物計(jì)算等之外,還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導(dǎo)體材料,特別是二維超晶格、量子阱,一維量子線與零維量子點(diǎn)材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等,這也是目前半導(dǎo)體材料研發(fā)的重點(diǎn)。
- GaAs和InP與硅不同,它們都是直接帶隙材料,具有電子飽和漂移速度高,耐高溫,抗輻照等特點(diǎn);在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路,特別在光電子器件和光電集成方面占有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
目前,世界GaAs單晶的總年產(chǎn)量已超過200噸,其中以低位錯(cuò)密度的垂直梯度凝固法(VGF)和水平(HB)方法生長(zhǎng)的2-3英寸的導(dǎo)電GaAs襯底材料為主;近年來,為滿足高速移動(dòng)通信的迫切需求,大直徑(4,6和8英寸)的SI-GaAs發(fā)展很快。美國(guó)莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI-GaAs集成電路生產(chǎn)線。InP具有比GaAs更優(yōu)越的高頻性能,發(fā)展的速度更快,但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破,價(jià)格居高不下。