氮化镓材料一般会用在什么地方呢?哪家企业有在做?

作者&投稿:柯孔 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
氮化镓是什么样的材料?用在哪些地方?~


氮化镓是第三代半导体的核心材料,它可以承受更高的电影,有着良好的导电能力,且效率非常高。据我了解Saphlux公司就是专门生产这种材料的,而且利亚德在这家公司又参股的。

氮化镓是一种无机物,化学式GaN,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,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。
新型电子器件
GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场,是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前,随着 MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破,成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。调制掺杂的AlGaN/GaN结构具有高的电子迁移率(2000cm2/v·s)、高的饱和速度(1×107cm/s)、较低的介电常数,是制作微波器件的优先材料;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。

光电器件
GaN材料系列是一种理想的短波长发光器件材料,GaN及其合金的带隙覆盖了从红色到紫外的光谱范围。自从1991年日本研制出同质结GaN蓝色 LED之后,InGaN/AlGaN双异质结超亮度蓝色LED、InGaN单量子阱GaNLED相继问世。目前,Zcd和6cd单量子阱GaN蓝色和绿色 LED已进入大批量生产阶段,从而填补了市场上蓝色LED多年的空白。以发光效率为标志的LED发展历程见图3。蓝色发光器件在高密度光盘的信息存取、全光显示、激光打印机等领域有着巨大的应用市场。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。
氮化镓龙头上市公司主要有海特高新、台基股份、亚光科技、三安光电、闻泰科技、士兰微、耐威科技、海陆重工、富满电子、云南锗业、有研新材、乾照光电等。股民可以通过券商、证券交易软件等渠道投资以上相关公司股票。

什么是第三代半导体材料?

第三代是指半导体材料的迭代变化,从第一代、第二代过渡到第三代。第一代半导体材料主要是指以Si、Ge元素为主的半导体,它们是半导体分立器件、集成电路和太阳能电池的基础材料,但是硅基芯片经过长期发展,已经正在逐渐接近材料的极限,硅基器件性能提高的潜力也越来越小。

第二代半导体材料主要是指如砷化镓、锑化铟等化合物半导体材料,其中以砷化镓(GaAs)为代表,砷化镓拥有一些比硅更好的电子特性,可以用在高于250GHz的场合,并且砷化镓比同样的硅基器件更适合运用在高功率的场合,可以运用在卫星通讯、雷达系统等地方。

第三代半导体材料以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石等宽禁带物质为代表。事实上,三代半导体材料之间的主要区别就是禁带宽度。现代物理学描述材料导电特性的主流理论是能带理论,能带理论认为晶体中电子的能级可划分为导带和价带,价带被电子填满且导带上无电子时,晶体不导电。

当晶体受到外界能量激发(如高压),电子被激发到导带,晶体导电,此时晶体被击穿,器件失效,禁带宽度代表了器件的耐高压能力。跟前两代相比,第三代半导体的禁带宽度是第一代和第二代半导体禁带宽度的近3倍,具有更强的耐高压、高功率能力,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。

第三代半导体材料以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为代表,是5G时代的主要材料,其中氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)的市场和发展空间最大。根据Omdia的《2020年SiC和GaN功率半导体报告》,到2020年底,全球SiC和GaN功率半导体的销售收入预计8.54亿美元。未来十年年均两位数增长率,到2029年将超过50亿美元。

展开来看,在军事领域,GaN可用于雷达、电子对抗、导弹和无线通信通,碳化硅(SiC)主要用于喷气发动机、坦克发动机、舰艇发动机;在民用商业领域,氮化镓(GaN)用于基站、卫星通信、有线电视、手机充电器等小家电,而碳化硅(SiC)主要用于电动汽车、消费电子、新能源、轨道交通等。

实际上,氮化镓(GaN)技术并不是一种新的半导体技术,自1990年起就已经常被用在发光二极管中,但成本昂贵。从制造工艺上来说,氮化镓没有液态,不能使用单晶硅生产工艺的传统直拉法拉出单晶,需要纯靠气体反应合成,而氮气性质非常稳定,镓又是非常稀有的金属(镓是伴生矿,没有形成集中的镓矿,主要从铝土矿中提炼,成本比较高),而且两者反应时间长,速度慢,反应产生的副产物多。生产氮化镓对设备要求又苛刻,技术复杂,产能极低,众多因素叠加影响导致氮化镓单晶材料很贵。

氮化镓材料主要是用在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面的,目前市场上专门做这种材料的不多,利亚德参股的Saphlux公司算是实力比较强的一个了。


氮化镓材料一般会用在什么地方呢?哪家企业有在做?
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,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。新型电子器件 GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场,是研制高温大功率电子...

镓在现实生活中有哪些应用?
1、太阳能电池。镓被应用到太阳能电池中镓也被应用到太阳能电池的制造中,如砷化镓三五族太阳能电池,该电池具有良好的耐热、耐辐射等特性,其光电转换率非常高。最初因为生产、使用成本都非常高,常常被应用在航天和军工领域。但近几年随着科技的发展,砷化镓太阳能电池的生产和使用成本都在降低,搭配上...

氧化镓的化学式是什么?
化镓别名三氧化二镓,氧化镓(Ga2O3)是一种宽禁带半导体,Eg=4.9eV,其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的注意。�8�5-Ga2O3是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景 ,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。它还可以用作O2化学...

镓在半导体的应用及其未来发展
1、电子器件:镓材料能够制备高性能的半导体器件,如高速电子器件(如高频放大器、射频开关)、低功耗逻辑电路(如微处理器、数字信号处理器)和功率器件(如功率放大器、功率MOSFET)。未来,随着高性能和低功耗需求不断增长,镓材料在电子器件中的应用将持续扩展。2、光电子器件:镓材料在光电子器件中发...

氧化镓什么意思?
氧化镓在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。这些是氧化镓的传统应用领域,而其在未来的功率、特别是大功率应用场景才是更值得期待的。 拓展资料:氧化镓的用途:1、 氧化镓并不是很新的技术,多年前就有公司和研究机构对其在功率半导体领域的应用进行...

碳化镓概念股龙头有哪些
碳化镓是一种新型半导体材料,因为其具有优异的性能,被广泛应用于高功率、高频率电子器件领域。作为一个概念股,碳化镓的相关企业也成为了投资者关注的热点。那么,哪些企业是碳化镓概念股龙头呢?首先,我们需要知道碳化镓的应用范围。碳化镓的主要应用领域是电力电子、射频(RF)和微波器件、太阳能电池、...

镓和锗有什么用途
镓和锗的用途就是制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓。镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压,使它可以用于高温温度计和高温压力计。镓化合物,尤其是砷化镓在电子工业已经引起了越来越多的注意。目前没有能利用的精确的世界镓产量数据,但...

镓在哪些领域有广泛应用?
镓是一种稀有金属元素,具有独特的物理和化学性质,在各个领域中都有广泛的应用。首先,镓在半导体产业中扮演着重要的角色。它既可以用于制造太阳能电池、LED、微电子器件等半导体器件,也可以与其它金属如铟、铊、锡等制成合金,用于制造高温超导材料。其次,镓在通信领域也有很大的应用价值。它是一种优秀...

镓和锗有什么用途
很快生成二氧化锗。2、锗与盐酸、稀硫酸不起作用 浓硫酸在加热时,锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中,锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱,但熔融的碱在空气中,能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用,所以在石墨坩埚中熔化,不会被碳所污染。以上内容参考:百度百科-锗 以上内容参考:百度百科-镓 ...

镓是半导体材料吗
1. 镓化合物在电子工业和微波通信工业中有着广泛的应用,它们是制造集成电路、发光二极管和红外探测器等半导体器件的重要材料。2. 镓的发现可以追溯到1875年,由法国科学家Boisbaudran首次识别出这种元素。在自然界中,镓主要以痕量存在于铝土矿和其他矿石中。3. 金属镓在固态时呈蓝灰色,具有复杂的内部...

福海县17781678236: 氮化镓粉末用于什么方面 -
犁裴急支: 您好:分子式:GaN,相对分子量:83.726 性质:氮化镓为无色透明晶体 参考文献 氮化镓;gallium nitride GaN 分子式:GaN 性质:白色或微黄色粉末.具有很高的化学稳定性,不溶于水,不与水和浓无机酸反应,稍与稀酸作用,缓慢与碱液反应,空气中加热800℃开始氧化,生成氧化镓.1050℃开始分解.可由气态生长细晶.在1050~1200℃由氧化镓和氨反应或由氯镓酸铵分解制取.为半导体材料和荧光粉.

福海县17781678236: 氮化镓有哪些特点?可以制造哪些器件? -
犁裴急支: 氮化镓有哪些特点? 氮化镓号称第三代半导体核心材料.相对硅而言,氮化镓拥有更宽的带隙,宽带隙也意味着,氮化镓能比硅承受更高的电压,拥有更好的导电能力.简而言之两种材料在相同体积下,氮化镓比硅的效率高出不少.如果氮化镓...

福海县17781678236: 氮化镓的材料应用 -
犁裴急支: GaN材料系列是一种理想的短波长发光器件材料,GaN及其合金的带隙覆盖了从红色到紫外的光谱范围.自从1991年日本研制出同质结GaN蓝色 LED之后,InGaN/AlGaN双异质结超亮度蓝色LED、InGaN单量子阱GaNLED相继问世.目前,Zcd...

福海县17781678236: 相比碳化硅基氮化镓及砷化镓,硅基氮化镓半导体材料前景如何? -
犁裴急支: 硅基氮化镓半导体材料相比碳化硅基氮化镓及砷化镓,在实际案例中,目前还没有被广泛应用,但是因为性能优异,所以以后有望普及. 例如相比碳化硅基的氮化镓,硅基的氮化镓比碳化硅基的氮化镓在线性度上有不同的显现,可对基站的复杂...

福海县17781678236: ...镓元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期,ⅢA族,化学性质与铝元素相似.(1)工业上利用Ga与NH3合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢... -
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福海县17781678236: 户外鞋和跑鞋有什么区别?功能上、材料上、保养上各有什么不同? -
犁裴急支: 户外鞋分好多种,例如:重型登山靴,重型攀登鞋,中型登山鞋 徒步系列是户外运动中比较常用的品种.设计目标为中短距离负重较轻的徒步,适用于较为平缓的山地、丛林,一般郊游或野营活动.这类鞋的设计特点鞋帮12cm以下,有保护脚...

福海县17781678236: 氮化镓的材料特性 -
犁裴急支: GaN的电学特性是影响器件的主要因素.未有意掺杂的GaN在各种情况下都呈n型,最好的样品的电子浓度约为4*1016/cm3.一般情况下所制备的P型样品,都是高补偿的.很多研究小组都从事过这方面的研究工作,其中中村报道了GaN最高迁...

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