什么是氮化鎵?它有什么作用?氮化鎵一直是永不落伍的熱點話題,，只是因為它與我們的生活息息相關(guān),，那是因為我們的日常更是離不開半導(dǎo)體技術(shù)，比如說：電器,、手機、電腦以及各種電子設(shè)備等都需要半導(dǎo)體來實現(xiàn)，由此更能看出,，半導(dǎo)體材料的未來前景更是一片光明，目前最新的半導(dǎo)體材料還是GaN,，本文帶各位了解2020年的氮化鎵(GaN)又會有著怎樣的機遇?

    簡述GaN概念：

    氮化鎵,，化學(xué)式GaN，最直白的解釋就是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙的半導(dǎo)體,。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦,，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,，為3.4電子伏特,，可以用在高功率、高速的光電元件中,，例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,，可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-state laser)的條件下，產(chǎn)生紫光(405nm)激光,。

    GaN的分類以及應(yīng)用：

    GaN器件可大致分為功率器件和射頻器件兩類,。在細(xì)分下去功率器件方面可以應(yīng)用到無線充電件、電源開關(guān),、LiDAR,、逆變器這幾個領(lǐng)域;同樣射頻器件可以應(yīng)用到基站、衛(wèi)星,、雷達這三方面的領(lǐng)域中,。

    GaN又有何優(yōu)缺點?

    ①禁帶寬度大(3.4eV)，熱導(dǎo)率高(1.3W/cm-K),，則工作溫度高,，擊穿電壓高，抗輻射能力強;

    ②導(dǎo)帶底在Γ點,，而且與導(dǎo)帶的其他能谷之間能量差大,，則不易產(chǎn)生谷間散射，從而能得到很高的強場漂移速度(電子漂移速度不易飽和);

    ③GaN易與AlN,、InN等構(gòu)成混晶,，能制成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)得到了低溫下遷移率達到105cm2/Vs的2-DEG(因為2-DEG面密度較高,，有效地屏蔽了光學(xué)聲子散射,、電離雜質(zhì)散射和壓電散射等因素);

    ④晶格對稱性比較低(為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)或四方亞穩(wěn)的閃鋅礦結(jié)構(gòu))，具有很強的壓電性(非中心對稱所致)和鐵電性(沿六方c軸自發(fā)極化)：在異質(zhì)結(jié)界面附近產(chǎn)生很強的壓電極化(極化電場達2MV/cm)和自發(fā)極化(極化電場達3MV/cm),，感生出極高密度的界面電荷,，強烈調(diào)制了異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)，加強了對2-DEG的二維空間限制,，從而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中可達到1013/cm2,，這比AlGaAs/GaAs異質(zhì)結(jié)中的高一個數(shù)量級)，這對器件工作很有意義,。

    總之,，從整體來看,，GaN的優(yōu)點彌補了其缺點，特別是通過異質(zhì)結(jié)的作用,，其有效輸運性能并不亞于GaAs,，而制作微波功率器件的效果(微波輸出功率密度上)還往往要遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的一切半導(dǎo)體材料。

    未來GaN又該如何發(fā)展?

    氮化鎵是研制微電子器件,、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料,，在光電子、激光器,、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景,。

    氮化鎵材料的發(fā)展有何難題?

    一是如何獲得高質(zhì)量、大尺寸的GaN籽晶,，因為直接采用氨熱方法培育一個兩英寸的籽晶需要幾年時間

    二是氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成,。

    總結(jié)：

    隨著國家對第三代半導(dǎo)體材料的重視，近年來,，我國半導(dǎo)體材料市場發(fā)展迅速,。以氮化鎵為主的材料更是備受關(guān)注。盡管如此,，但產(chǎn)業(yè)難題仍待解決,，如我國材料的制造工藝和質(zhì)量并未達到世界頂級,，材料制造設(shè)備依賴于進口嚴(yán)重,，氮化鎵材料和器件方面產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成等，這些問題需逐步解決,，方可讓國產(chǎn)半導(dǎo)體材料屹立于世界頂尖行列,。以上就是氮化鎵的解析，希望能給大家?guī)椭?/p>