新威尼斯官网-威尼斯平台登录

新威尼斯官网-威尼斯平台登录:新威尼斯官网-威尼斯平台登录

新威尼斯官网
开发、设计、制造、营销为一体

热线
您暂无询盘信息!

13629296378 李先生

单晶等离子体金刚石衬底材料及其CVD生长设备

作者:admin     发布日期: 2020-04-23     二维码分享

项目简介

(新威尼斯官网)

半导体已经在微电子、生物电子、光电子等领域展现出了广泛的应用前景。在发光领域,氮化镓基半导体发光器件改变了人类传统的照明方式,带来了节能照明技术的一次大革命;在信息领域,大规模、超高速集成电路已彻底改变了我们人类的生活方式;同时,半导体诸多领域的进步也极大地推进信息、国防、医疗、传统产业的发展和升级换代。然而,随着半导体材料的深入发展和广泛应用,研制超大功率、高频、低耗能、耐高温、抗辐照、长寿命半导体器件就成为一个重要和关键的攻关任务。这些因素促使相关研发人员不断采用新技术来提高半导体晶体的外延质量、器件的量子效率,同时也在改善器件散热方面进行不懈地探索。在对能够稳定工作于高温、抗辐照等苛刻环境的大功率、高频电子器件需求的牵引下,相关科研人员已经将部分精力转向寻找具有更高热导率、更大功率、更高频、抗辐照性能更优良的新型宽禁带半导体方向上来。于是,在热、电、声、光等方面具有非常优越性能的金刚石宽禁带半导体便进入人们的视野。

作为半导体材料的金刚石与Si、 GaAs?新威尼斯官网-威尼斯平台登录?SiC以及GaN等正在广泛应用的半导体材料相比较,其性能全面超越其它半导体。

1)        金刚石室温下具有5.45eV的禁带宽度,为超宽禁带半导体;具有半导体中.高的抗击穿场强(>10MV/cm)和天然物质中.高的室温热传导系数(2200W/m·K);

2)        金刚石具有高的迁移率(电子:4500cm2/Vs; 空穴:3800 cm2/Vs)和饱和载流子漂移?新威尼斯官网-威尼斯平台登录??度(电子:1.5×107cm/s;空穴:1.1×107cm/s);

3)        金刚石介电常数.低;

4)        金刚石具有.高的杨氏模量,是迄新威尼斯官网-威尼斯平台登录今为止.硬的物质;

5)        金刚石具有极低的动态摩擦系数;

6)   &新威尼斯官网-威尼斯平台登录nbsp;    金刚石具有.高的纵向声学速率,.高的热传导率和.低的热膨胀系数,很强的化学稳定性;

7)   &新威尼斯官网-威尼斯平台登录nbsp;    金刚石具有.高的Johnson、Keyes和Baliga指数,表明其在高频、大功率半导体微波功率器件方面的潜在优势。

图片展示如下:

在电力系统,金刚石可以用于耐高温(潜在工作温度1000℃以上)、大电流工作的高压开关,减少电子控制节点的尺寸,降低能耗。图1为各个半导体材料在开发和量产高频大功率器件时所覆盖的功率与频率的范围。很明显,在广播、卫星通信、雷达方面以及其他的通信系统,金刚石半导体器件不论在功率方面,还是在频率方面均具有比其他半导体材料(如GaN, SiC, GaAs等)更加优越的性能。其大功率(10KW 以上)和高的频率(120GHz以上)特性使其可以广泛应用在广播、卫星、雷达等领域,并可代替现有的微波行波管等器件。

图1金刚石与其他半导体在高频领域应用的比较

对于提高武器系统的作战效率、作战半径以及武器系统的可靠性和智能性,对未来的信息战和电子战都将起非常重要的作用。在金刚石优异特性、广泛应用前景与巨大的技术和市场需求的共同驱使下,日、欧、美等国家已投入大量的人力、物力展开金刚石单晶薄膜及其电子器件的研究,已经开发出了150GHz、几千瓦的电子器件,这些器件即将被用于武器系统的小型化,大功率化;利用金刚石中的N-V自旋量子特性,开发出了金刚石量子计算机,这种计算机的研制成功,即将使现有的各种电子设备速度更快,信息量更大,进而可以实现武器系统的更加智能化;利用金刚石与生物细胞的亲和性,开发出了DNA传感器,这种技术正在被美国军方使用在生物武器开发方面;利用金刚石的束缚激子跃迁特性开发出了UV-LED、日盲UV探测器和具有高反向击穿电压(是Si的546倍,是GaN和SiC的几十倍)、低漏电电流和低正向导通电阻的肖特基二极管等其他电子器件。同时,金刚石电子器件比其他半导体材料的电子器件具有更高效率(提高18%)和较低损耗(降低30%), 因而在机电系统中使用的转换器(Inverter)方面,金刚石电子器件的耗能将是现在使用的器件的五分之一,而且体积也变得非常小。






新威尼斯官网-威尼斯平台登录