石墨坩堝半導(dǎo)體碳化硅單晶材料的發(fā)展

1 引 言 　　以硅(Si)、砷化鎵(GaAs)為代表的第一代和第二代半導(dǎo)體材料的高速發(fā)展，推動了微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。然而受材料性能所限，這些半導(dǎo)體材料制成的器件大都只能在200℃以下的環(huán)境中工作，不能滿足現(xiàn)代電子技術(shù)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(dǎo)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(dǎo)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(zhì)[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(lǐng)域和航天、軍工、核能等極端環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢[3-7]，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料器件在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷，正逐漸成為功率半導(dǎo)體的主流。 摘要：本文回顧了半導(dǎo)體碳化硅(SiC)單晶材料的發(fā)展史，簡單介紹了半導(dǎo)體SiC單晶材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，對物理氣相傳輸法(PVT)制備SiC單晶做了描述，詳細(xì)介紹了SiC單晶中的微管、多型和小角晶界等重要缺陷，同時對SiC單晶材料的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。 　　關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體;SiC單晶;物理氣相傳輸法;缺陷石墨坩堝; 　　1 引 言 　　以硅(Si)、砷化鎵(GaAs)為代表的第一代和第二代半導(dǎo)體材料的高速發(fā)展，推動了微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。然而受材料性能所限，這些半導(dǎo)體材料制成的器件大都只能在200℃以下的環(huán)境中工作，不能滿足現(xiàn)代電子技術(shù)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(dǎo)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(dǎo)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(zhì)[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(lǐng)域和航天、軍工、核能等極端環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢[3-7]，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料器件在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷，正逐漸成為功率半導(dǎo)體的主流。 如有技術(shù)或產(chǎn)品上的疑問，請撥打我們的熱線電話：15037198065昌旺官方網(wǎng)址:http://m.lovingstyles.com