氮化鎵（GAN)有什么優(yōu)越性

GaN材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點(diǎn)，是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料。上次金譽(yù)半導(dǎo)體帶大家了解了它的基礎(chǔ)特性：氮化鎵（GAN)具有寬的直接帶隙、強(qiáng)的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好（幾乎不被任何酸腐蝕）等性質(zhì)和強(qiáng)的抗輻照能力，在光電子、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。

今天就來了解一下，氮化鎵（GAN)在應(yīng)用過程中具有那些性能特點(diǎn)？

氮化鎵（GAN)的性能特點(diǎn)

高性能：這一點(diǎn)金譽(yù)半導(dǎo)體在上一篇有講過，氮化鎵（GAN)的高性能主要包括高輸出功率、高功率密度、高工作帶寬、高效率、體積小、重量輕等。目前第一代和第二代半導(dǎo)體材料在輸出功率方面已經(jīng)達(dá)到了極限，而氮化鎵（GAN)半導(dǎo)體由于在熱穩(wěn)定性能方面的優(yōu)勢，很容易就實現(xiàn)高工作脈寬和高工作比，將天線單元級的發(fā)射功率提高10倍。

低成本：GaN半導(dǎo)體的應(yīng)用，能夠有效改善發(fā)射天線的設(shè)計，減少發(fā)射組件的數(shù)目和放大器的級數(shù)等，有效降低成本。目前氮化鎵（GAN)已經(jīng)開始取代GaAs作為新型雷達(dá)和干擾機(jī)的T/R（收/發(fā)）模塊電子器件材料。美軍下一代的AMDR（固態(tài)有源相控陣?yán)走_(dá)）便采用了氮化鎵（GAN)半導(dǎo)體。

并且，氮化鎵禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強(qiáng)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)越性質(zhì)，使得它成為迄今理論上電光、光電轉(zhuǎn)換效率最高的材料體系，并可以成為制備寬波譜、高功率、高效率的微電子、電力電子、光電子等器件的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

高可靠性：一般情況下，功率器件的壽命與其溫度密切相關(guān)，溫結(jié)越高，壽命越低。氮化鎵（GAN)材料具有高溫結(jié)和高熱傳導(dǎo)率等特性，極大地提高了器件在不同溫度下的適應(yīng)性和可靠性。而且，氮化鎵（GAN)器件可以用在650°C以上的軍用裝備中。

氮化鎵（GAN)較寬的禁帶寬度(3.4eV) 及藍(lán)寶石等材料作襯底，散熱性能好，有利于器件在大功率條件下工作。隨著對Ⅲ族氮化物材料和器件研究與開發(fā)工作的不斷深入，GaInN超高度藍(lán)光、綠光LED技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)商品化，現(xiàn)在世界各大公司和研究機(jī)構(gòu)都紛紛投入巨資加入到開發(fā)藍(lán)光LED的競爭行列。

由于它的優(yōu)異特性，氮化鎵（GAN)與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽(yù)為是繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。

審核編輯 黃宇