ວັດສະດຸເຊມມິຄອນດັອດເຕີລຸ້ນທີ 1, ລຸ້ນທີສອງ, ລຸ້ນທີ 3 ແລະລຸ້ນທີ 4 ແມ່ນຫຍັງ?

ວັດສະດຸ Semiconductor ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ມີການນໍາໄຟຟ້າລະຫວ່າງ conductors ແລະ insulators ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດເຊັ່ນ: ວົງຈອນປະສົມປະສານ, ການສື່ສານ, ພະລັງງານແລະ optoelectronics. ດ້ວຍການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ, ວັດສະດຸ semiconductor ໄດ້ພັດທະນາຈາກລຸ້ນທໍາອິດໄປສູ່ລຸ້ນທີສີ່.

ໃນກາງສະຕະວັດທີ 20, ການຜະລິດວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທໍາອິດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍ germanium (Ge) ແລະ.ຊິລິຄອນ(ສີ). ເປັນທີ່ຫນ້າສັງເກດ, transistor ທໍາອິດແລະວົງຈອນປະສົມປະສານທໍາອິດໃນໂລກແມ່ນທັງສອງເຮັດດ້ວຍ germanium. ແຕ່ມັນຄ່ອຍໆປ່ຽນແທນດ້ວຍຊິລິໂຄນໃນທ້າຍປີ 1960, ເນື່ອງຈາກຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງມັນເຊັ່ນການນໍາຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ, ຈຸດລະລາຍຕ່ໍາ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງທີ່ບໍ່ດີ, ໂຄງສ້າງອົກຊີທີ່ລະລາຍນ້ໍາບໍ່ຫມັ້ນຄົງ, ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກອາທິດ. ຂໍຂອບໃຈກັບການຕໍ່ຕ້ານອຸນຫະພູມສູງ, ການຕໍ່ຕ້ານລັງສີທີ່ດີເລີດ, ປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ໂດດເດັ່ນ, ແລະສະຫງວນໄວ້ທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ຊິລິໂຄນຄ່ອຍໆທົດແທນ germanium ເປັນວັດສະດຸຕົ້ນຕໍແລະຮັກສາຕໍາແຫນ່ງນີ້ຈົນເຖິງປະຈຸບັນ.

ໃນຊຸມປີ 1990, ການຜະລິດວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທີສອງໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນ, ມີ gallium arsenide (GaAs) ແລະ indium phosphide (InP) ເປັນອຸປະກອນຕົວແທນ. ອຸປະກອນການ semiconductor ທີສອງສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບເຊັ່ນ bandgap ຂະຫນາດໃຫຍ່, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຕ່ໍາ, ຄຸນສົມບັດ optoelectronic ດີກວ່າ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດແລະການຕໍ່ຕ້ານລັງສີ. ຄວາມໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການສື່ສານໄມໂຄເວຟ, ການສື່ສານດາວທຽມ, ການສື່ສານ optical, ອຸປະກອນ optoelectronic, ແລະການນໍາທາງດາວທຽມ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງວັດສະດຸ semiconductor ປະສົມໄດ້ຖືກຈໍາກັດໂດຍບັນຫາເຊັ່ນ: ສະຫງວນໄວ້ທີ່ຫາຍາກ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍອຸປະກອນການສູງ, ຄວາມເປັນພິດປະກົດຂຶ້ນ, ຂໍ້ບົກພ່ອງໃນລະດັບເລິກແລະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນ fabricating wafers ຂະຫນາດໃຫຍ່.

ໃນສະຕະວັດທີ 21, ອຸປະກອນ semiconductor ຮຸ່ນທີສາມເຊັ່ນຊິລິຄອນຄາໄບ(SiC), gallium nitride (GaN), ແລະ zinc oxide (ZnO) ເຂົ້າມາ. ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນວັດສະດຸ semiconductor ກວ້າງ, ວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທີສາມສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ດີເລີດເຊັ່ນ: ແຮງດັນການທໍາລາຍສູງ, ຄວາມໄວການອີ່ມຕົວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນພິເສດ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານລັງສີທີ່ດີເລີດ. ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນ semiconductor ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ແຮງດັນສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ລັງສີສູງແລະການນໍາໃຊ້ພະລັງງານສູງ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທີສີ່ແມ່ນເປັນຕົວແທນໂດຍgallium oxide(Ga₂O₃), ເພັດ (C) ແລະອາລູມີນຽມ nitride (AlN). ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ເອີ້ນວ່າວັດສະດຸ semiconductor bandgap ultra-wide, ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມ breakdown ສູງກວ່າ semiconductors ຮຸ່ນທີສາມ. ພວກເຂົາສາມາດທົນທານຕໍ່ແຮງດັນແລະລະດັບພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີພະລັງງານສູງແລະອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຄວາມຖີ່ວິທະຍຸທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຜະລິດແລະການສະຫນອງຂອງວັດສະດຸ semiconductor ລຸ້ນທີ 4 ເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ແກ່ຍາວ, ເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນໃນການຜະລິດແລະການກະກຽມ.