碳化硅寬帶隙半導(dǎo)體材料生長技術(shù)及應(yīng)用
發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):587
王強，李玉國，石禮偉，孫海波 | |||||
（山東師范大學(xué)半導(dǎo)體研究所，山東 濟南 250014） | |||||
| 摘要：概括了寬帶隙半導(dǎo)體材料碳化硅的主要特性及生長方法，介紹了其在微電子及光電子領(lǐng)域的應(yīng)用，并對其發(fā)展動態(tài)及存在問題進行了簡要評述。 關(guān)鍵詞：寬帶隙半導(dǎo)體；碳化硅；光電子學(xué) 1 introduction ａｓ ｉｔ ｉｓ ｗｅｌｌ ｋｎｏｗｎ，ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｉ ａｎｄ ｇａａｓ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｒｅ ｉｎａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｂｏｖｅ ２５０ ℃，ａｎｄ ｔｈｅｙ ｃａｎｎｏｔ ｐｅｒｆｏｒｍ ｗｅｌｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ． ｗｈｅｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉ ａｎｄ ｇａａｓ，ｓｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｓ ｍａｎｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ，ｈｉｇｈ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｆｉｅｌｄ，ｈｉｇｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｄｒｉｆｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ，ｓｔａｂｌｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｕｒｖｉｖａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｓｔｒｏｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｉｔ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｖｅｒｓｅ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓａｂｌｅｄ． ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｉｔｓ ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ（２３ ｅｖ～３３ ｅｖ），ｔｈｅ ｂｌｕｅ，ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｐｈｏｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ． ｗｈａｔ ｉｓ ｍｏｒｅ，ａ ｎａｔｕｒａｌｌｙ ｆｏｒｍｅｄ ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｓｉｏ２ ｏｎ ｉｔｓ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｃ ｍｏｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｎｉｑｕｅ，ｗｈｅｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｇａｎ ａｎｄ ａｌｎ，ｅｔｃ． ｎｏｗａｄａｙｓ ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｓｉｃ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ｏｆ ４ｈｓｉｃ，６ｈｓｉｃ，３ｃｓｉｃ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ｈａｖｅ ａｌｓｏ ｇａｉｎｅｄ ｍｕｃｈ ｃｏｎｃｅｒｎ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ ｏｆ ｓｉｃ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ａｐｐｒａｉｓｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｎｔｅｄ． 2the basicproperties of sic 2.1the semiconductor properties of sic ｓｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｓ ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｄｏｐａｎｔ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ａｔ ａｎｙ ｒａｔｉｏｎａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｔ ｃａｎ ｅｎｄｕｒｅ ａｎｙ ａｃｉｄ ｅｔｃｈｉｎｇ． ｏｔｈｅｒ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｉｃ ａｒｅ ｓｈｏｗｅｄ ｉｎ ｔａｂｌｅ １． 2.2 poly types of sic ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｉｃ ｉｓ ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ（ｆｉｇ．１）． ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｏｆ ｓｉ ａｎｄ ｃ ａｔｏｍ ｉｓ ｒａｔｈｅｒ ｓｔｒｏｎｇ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌａｙｅｒｓ ｉｓ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ ｗｅａｋ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｓｉｃ ｈａｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２００ ｐｏｌｙｔｙｐｅｓ． ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｓｉｃ，ｔｈｅｙ ｃａｎ ｂｅ ｓｏｒｔｅｄ ｉｎ
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