说说半导体材料,金刚石这么牛?

最近本来想深入得看下二极管的,然后就自然接触到了“硅”,就想到了一个问题:

为什么半导体材料以硅为主,那除了硅还有那些呢?它们有哪些特点呢?

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虽然我天天用芯片,但是我其实对半导体行业知之甚少。所以呢,我去看了些东西,现在将我了解到的皮毛分享给大家。

虽然工作中这些也没什么用,但是相关产品已经做出来了,生活中已经能够接触到了,比如下面这些快充。

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上面是我再京东上面搜索的65W的快充,这个“氮化镓”是厂家的主要宣传点。如果是100W快充的话,基本都是氮化镓的。

那么这个到底是不是“智商税”呢?

就这些快充而言,是不是氮化镓的,功能是没有差别的。不过氮化镓确实是时下较新的技术,氮化镓的晶体管损耗相比于硅管更小,带来的好处就是充电器的尺寸更小,显得“小巧玲珑”吧。

个人认为这也不算“智商税”吧,毕竟优势在那里,至于性价比,那是仁者见仁智者见智。

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半导体材料的划分

上面说的氮化镓就是一种半导体材料,它也是第三代半导体,可以用来做器件,类似硅

我们将硅通过掺杂可以得到N型和P型半导体,然后可以做成晶体管,进而做成器件,这些器件就是硅基器件。现在说的半导体材料,说的就是构成这个“”的材料。对的,可以不用硅,用别的材料。

目前,半导体材料其实有很多种,主要有以下这些,主要分为三代,各自的特性如下图:

其实,总的来说,当今天下,还是Si的天下,毕竟95%以上的器件,99%的集成电路都是硅。但是时代也在发展,说不定哪天,硅被其它的材料取代。

这里不得不提“金刚石”,也就是钻石啊,现在它还在实验室阶段,但是它也被称之为“终极半导体”,就问你牛不牛逼?

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话说金刚石目前还处于实验室阶段,就被吹得这么牛逼,有什么道理?

半导体材料参数

要知道金刚石半导体为什么这么“屌”,就需要知道下面这些半导体的参数,这里有个表格对比,没有对比就没有伤害。

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纠正下,图中金刚石的电子迁移率和空穴的迁移率数据反了,应该电子迁移率是4500,空穴迁移率是3800

注:表仅供参考

  上面的6个参数,容易理解一点的就是击穿场强和热导率。击穿场强高,适合做耐高压的器件。热导率高,说明散热好

其它几个参数的作用也很重要,因为他们与功耗,晶体管的开关速度(速度快适合做高频器件)等等关系很大。

暂时不懂这些参数也没关系,我准备下期再说说我对这些参数的理解。

现在只需要知道这些数值越大越好。

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我们将金刚石与硅相比,是不是各项参数金刚石遥遥领先?这就意味着耐高压,耐高温,速度快,功耗低,这也应该是被称为“终极半导体”的原因吧。至于现在为什么还没用,自然是技术还没达到。

以上是个人最近才了解的皮毛,如果有错误,请留言指正,大家一起沟通交流

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