碳化硅,氮化镓有个很拉风的名字叫宽禁带半导体材料,国内也叫第三代半导体。它特指禁带宽度超过2.2eV的材料主要是碳化硅(3.2eV)和氮化镓(3.34eV);超过4.0eV叫超宽禁带半导体材料,国内叫第四代半导体材料,包括氮化铝(AlN),金刚石(C),氧化镓(Ga2O3)和氧化锌(ZnO),就是上上周美国搞制裁的那个,有意思的是美国只禁了氧化镓和金刚石,不提氮化铝和氧化锌,嘿嘿!说明他们这块不行,氮化铝可能还是日本和中国搞的出色些。
禁带宽度物理意义是实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产生本征激发所需要的最小能量,自由电子获得足够的能量后能跃迁到导带,这个能量最小值就是禁带宽度。
禁带宽度直接决定着器件的耐压和最高工作温度,因此禁带宽度大的材料更适合高温高压场景。
相比之下硅禁带宽度只有1.12eV,碳化硅有三倍于硅的禁带宽度,因此承受同样电压的器件,碳化硅器件的面积要比硅器件小的多,只有1/10,电压越高面积比越明显,或者说同样面积下,碳化硅的耐压比硅强很多
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