氮化物寬禁帶半導(dǎo)體材料與電子器件

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃氮化物寬禁帶半導(dǎo)體材料與電子器件　　寬禁帶半導(dǎo)體材料及其器件應(yīng)用新發(fā)展　　摘要：近幾年以SiC為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料以其寬的禁帶寬度、高的擊穿場強、高飽和漂移速度和高熱導(dǎo)率，小介電常數(shù)和高的電子遷移率，以及抗輻射能力強等特性而成為國內(nèi)外研究的熱點，更成為制作高頻、大功率、耐高溫和抗輻射器件的理想材料。文章綜述了SiC的材料特點、應(yīng)用以及SiC材料發(fā)展現(xiàn)狀及末來發(fā)展趨勢。　　關(guān)鍵字：SiC寬禁帶材料　　1.特點目的-通過該培訓(xùn)員

2、工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　SiC是寬帶隙半導(dǎo)體，室溫下帶隙為(3C-SiC)～(2H-SiC)。通過對能帶結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),它們所有的價帶-導(dǎo)帶躍遷都有聲子參與,也就是說這些類型的SiC半導(dǎo)體都是間接帶隙半導(dǎo)體。碳化硅獨有的力學(xué),光學(xué),電學(xué),和熱屬性使它在各種技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。SiC是目前發(fā)展最為成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料,它有效的發(fā)光來源于通

3、過雜質(zhì)能級的間接復(fù)合過程.因此,摻入不同的雜質(zhì),可改變發(fā)光波長,其范圍覆蓋了從紅到紫的各種色光.實驗上發(fā)現(xiàn)SiC與氮化物可形成一種穩(wěn)定單晶結(jié)構(gòu)的固溶體,晶格常數(shù)與6H-SiC基本匹配,當(dāng)組分x達(dá)到一定值時,將發(fā)生間接帶隙向直接帶隙的轉(zhuǎn)變。一旦變成直接帶隙,其發(fā)光性能將大幅變化,在短波長發(fā)光和超高亮度二極管方面有巨大的應(yīng)用潛力。同時SiC具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料?！　?.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀　　SiC是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料，SiC器件能耐

4、高溫(500度以上)、高電壓(1200V以上)，具有功率大、電流大、功耗小、頻率高等優(yōu)良特性，適用于大型電氣設(shè)備系統(tǒng)，軍用武器裝備系統(tǒng)等，其耐差環(huán)境的特性是其他材料無法比擬的。SiC藍(lán)光LED是唯一商品化的SiC器件,各種SiC多型體的LED覆蓋整個可見光和近紫外光區(qū)域。6H-SiC純綠光(530nm)的LED通過注入Al或液相外延得到,藍(lán)光二極管是N-Al雜質(zhì)對復(fù)合發(fā)光,4H-SiC藍(lán)光二極管是N-B雜質(zhì)對復(fù)合發(fā)光。美國Cree公司是最早研究和生產(chǎn)SiC晶體和晶片的公司,其研制的藍(lán)光LED發(fā)光中心為470nm,發(fā)光功率達(dá)到18微瓦。他們

5、在1997年到1998年之間就可以生產(chǎn)2到3英寸的SiC晶片。該公司后來同日本著名的日亞化學(xué)公司合作生產(chǎn)藍(lán)光和紫光LED器件。最近幾年,歐盟和法國分別啟動基于SiC的半導(dǎo)體器件重大項目,極大地推動了SiC研究在歐洲的進(jìn)度。目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　SiC作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體的典型代表,無論是單晶襯底質(zhì)量、導(dǎo)電的外延層和高質(zhì)量

6、的介質(zhì)絕緣膜和器件工藝等方面,都比較成熟或有可以借鑒的SiC器件工藝作參考,由此可以預(yù)測在未來的寬禁帶半導(dǎo)體器件中,SiC將擔(dān)任主角,獨霸功率和微電子器件市場。我國在SiC單晶和基片研究方面落后國外5到8年的時間。山東大學(xué)晶體材料國家重點實驗室利用自行設(shè)計的坩堝和溫場,穩(wěn)定、重復(fù)地生長出了直徑大于mm的6H-SiC晶體,晶體厚度大于20mm。中國科學(xué)院物理研究所成功生長出直徑為mm、厚度為mm,具有較高質(zhì)量的6H多型SiC單晶。除LED外,SiC器件還處于研制階段。一方面SiC材料,特別是3C-SiC中的各種缺陷影響器件性能，另一方面與器

7、件相關(guān)的工藝使得SiC的優(yōu)勢尚未得到開發(fā)。表1是SiC發(fā)展概況?！　”?SiC發(fā)展概況目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　從材料本身出發(fā)來講，4H-SiC由于處于自由排列狀態(tài)而具有比氮化鎵更顯著的優(yōu)點，雖然它僅作為一個重?fù)诫s的N型襯底。目前，它是一種非常昂貴的材料，由生產(chǎn)的SiC晶圓設(shè)備的費用高達(dá)等效硅晶片價格的50倍。雖然這是不現(xiàn)實的

8、，由于材料在完整的設(shè)備或系統(tǒng)中的成本，相對于如制造，外延，包裝，配送費用等單個成本往往較低。通常，額外的成本可以在提高系統(tǒng)的整體效率，減少了系統(tǒng)的體積，重量，或降低其冷卻要求方面考慮。然而，基