半導體碳化硅單晶材料的發展

發布日期：2016-02-16 00:00 來源：http://www.callosumcreative.com 點擊：

單晶材料以硅(Si)、砷化鎵(GaAs)為代表的一代和二代半導體材料的高速發展，推動了微電子、光電子技術的迅猛發展。然而受材料性能所限，這些半導體材料制成的器件大都只能在200℃以下的環境中工作，不能滿足現代電子技術對高溫、高頻、高壓以及抗輻射器件的要求。作為第三代寬帶隙半導體材料的代表，碳化硅(SiC)單晶材料具有禁帶寬度大(~Si的3倍)、熱導率高(~Si的3.3倍或GaAs的10倍)、電子飽和遷移速率高(~Si的2.5倍)和擊穿電場高(~Si的10倍或GaAs的5倍)等性質[1-2]，如表1所示。SiC器件在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領域和航天、軍工、核能等環境應用領域有著不可替代的優勢[3-7]，彌補了傳統半導體材料器件在實際應用中的缺陷，正逐漸成為功率半導體的主流。

自然界中物質的存在狀態有三種：氣態、液態、固態

固體又可分為兩種存在形式：晶體和非晶體

晶體是經過結晶過程而形成的具有規則的幾何外形的固體；晶體中原子或分子在空間按一定規律周期性重復的排列。

單晶是由結構基元在三維空間內，呈周期排列而成的固態物質。如水晶，金剛石，寶石等。單向有序排列決定了它具有以下特征：均勻性、各向異性、自限性、對稱性、小內能和大穩定性。隨著生產和科學技術的發展?天然單晶已經不能滿足人們的需要，各種產業都提出了對單晶材料的大量需求，如：鐘表業提出了對紅寶石的大量需求、機械加工業提出了對金剛石的需求等等。于是單晶材料的歷史就進入了人工制備的階段。單晶材料

單晶材料