辽宁sic碳化硅衬底

时间:2021年03月30日 来源:

半导体材料作为现代信息和新能源技术的基础受到人们的***关注。它的发展和应用带给人们福音,尤其是在通信、高速计算、大容量信息处理、可再生清洁能源、空间防御、电子对抗以及武器装备的微型化、智能化等等这些对国民经济和国家安全至关重要的领域出现了巨大的进步。作为第3代宽带隙半导体材料的**,碳化硅(SiC)单晶材料具有禁带宽度大(约是Si的3倍)、热导率高(约是Si的3.3倍)、电子饱和迁移速率高(约是Si的2.5倍)和击穿电场高(约是Si的10倍)等性质。碳化硅由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为短波长光电元件,高温,抗幅射以及高频大功率元件。辽宁sic碳化硅衬底

SiC由Si原子和C原子组成,其晶体结构具有同质多型体的特点,在半导体领域最常见的是具有立方闪锌矿结构的3C-SiC和六方纤锌矿结构的4H-SiC和6H-SiC。21世纪以来以Si为基本材料的微电子机械系统(MEMS)已有长足的发展,随着MEMS应用领域的不断扩展,Si材料本身的性能局限性制约了Si基MEMS在高温、高频、强辐射及化学腐蚀等极端条件下的应用。因此寻找Si的新型替代材料正日益受到重视。在众多半导体材料中,SiC的机械强度、热学性能、抗腐蚀性、耐磨性等方面具有明显的优势,且与IC工艺兼容,故而在极端条件的MEMS应用中,成为Si的优先替代材料。成都碳化硅衬底进口led制备SiC薄膜的方法主要分为两大类:物***相沉积法和化学气相沉积法。

碳化硅sic的电学性质      

SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多,这说明SiC材料制作的器件可承受很大的外加电压,具备很好的耐高特性。另外,击穿电场和热导率决定器件的最大功率传输能力。击穿电场对直流偏压转换为射频功率给出一个基本的界限,而热导率决定了器件获得恒定直流功率的难易程度。SiC具有优于Si和GaAs的高温工作特性,因为SiC的热导率和击穿电场均高出Si,GaAs好几倍,带隙也是GaAs,Si的两三倍。      

电子迁移率和空穴迁移率表示单位电场下载流子的漂移速度,是器件很重要的参数,会影响到微波器件跨导、FET的输出增益、功率FET的导通电阻以及其他参数。4H-SiC电子迁移率较大,但各向异性较弱;6H-SiC电子迁移率较小,但各向异性强。


以碳化硅、氮化镓、铌酸锂为**的高性能半导体晶体广泛应用于信息传输、光存储、光通讯、微波、LED、汽车电子、航空航天、高速列车、智能电网和超高压输变电、石油勘探、雷达与通信等国民经济和军工领域。碳化硅单晶材料是目前发展最为成熟的第三代半导体材料,其禁带宽度是硅的3倍,饱和电子漂移速率是硅的2倍,临界击穿电场大于硅的10倍或砷化镓的5倍,热导率是蓝宝石的20倍或砷化镓的10倍,化学稳定性好,在高温、高压、高频、大功率、光电、抗辐射、微波等电子应用领域和航天军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。 SiC作为第三代半导体材料的杰出**由于其特有的物理化学特性成为制作高频、大功率、高温器件的理想材料。

  SiC很早已被发现,由于它化学和物理稳定性高,过去很长的时问内仅在工业中作为研磨和切割材料。SiC在超过1800℃时才升华分解,高温生长单晶和化学机械处理都十分困难,Sic晶体的主要制备方法有:Acheson法(1891年),Lely法(1955年),改良Lely法(1978年)。最早使用Lely法——升华再结晶工艺生长sic单晶,用感应加热法将装有多晶sic粉末的多孔石墨管加热到2500℃,在惰性气体(氩气)环境中升华出Sic,生成六角形状的、大小和结晶类型不定但直径很小、杂质含量较高的单晶板块。为了制造碳化硅半导体器件,需要在晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜,这些薄膜具有不同的n、p导电类型。成都碳化硅衬底进口led

SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多。辽宁sic碳化硅衬底

碳化硅sic的光学性质  材料带隙即禁带的大小决定了器件的很多性质,包括光谱响应特性、抗辐射特性、工作温度以及击穿电压等许多器件的重要特性。SiC的禁带宽,如4H-SiC是3.2eV,6H-SiC是2.8eV,所以SiC具有良好的紫外光谱响应特性,对红外辐射不响应,抗辐射特性好,可应用于检测红热背景下的微弱紫外信号。而且其暗电流很低,工作温度高,故也可用于探测高温环境中的紫外信号。  SiC在很宽的光谱范围(2.2~3.2eV)内也有良好的发光特性。不过,SiC的光学特性与晶体取向及同质多型体的结构有很密切的关系。辽宁sic碳化硅衬底

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