宽带隙半导体材料和工艺全解课件.ppt
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1、,宽禁带半导体材料和工艺,-彭领,2023/3/9,WBS需求现状,2023/3/9,半导体材料的发展,第一代半导体:元素半导体(Si,Ge)第二代半导体:化合物半导体(GaAs)第三代半导体:宽禁带半导体(SiC,GaN,金刚石),2023/3/9,宽禁带半导体材料,宽禁带半导体的优点:1、禁带宽度大 2、电子飘逸饱和速度高 3、介电常数小 4、导热性能好,2023/3/9,宽禁带半导体材料,2023/3/9,SIC材料,晶体结构:多型结构,常见的结构有立方结构的3C-SiC 和六方结构的 6H-SiC 和4H-SiC,目前已被证实的多型体有200多种。其中6H-SiC最稳定。纯碳化硅是无色
2、透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色 能带结构:间接跃迁型,2023/3/9,SIC材料,SiC多型结构,2023/3/9,SIC材料,硬度、耐磨性 碳化硅具有高硬度,它的莫氏硬度为9.29.3,处于金刚石和黄玉之间,可以切割红宝石。同样,它还具有高耐磨性。热稳定性 在常压下不可能熔化SiC,高压高温下,碳化硅的熔点温度在2830(40),SiC升华分解为碳和含硅的SiC蒸气化学性质 SiC表面易生成SiO2层,SiC具有良好的抗放射性,SiC器件抗辐射能力是硅的10-100倍。,2023/3/9,GaN材料,随着半导体材料生长技术的突破和P型GaN的成功
3、制备 1991年世界上第一个蓝光GaN LEDs 在日本日亚工业公司问世 标志着新一代LEDs 的研制、开发和应用进入了一个新的时期;GaN具有比SiC更高的迁移率,更重要的是GaN可以形成调制掺杂的GaN结构,该结构可以在室温下获得更高的电子迁移率、极高的峰值 电子速度和饱和电子速度,2023/3/9,GaN材料,GaN晶格结构,2023/3/9,GaN材料,GaN室温电子迁移率可达1000m2/(VS)。GaN基系列半导体材料具有强的原子键、化学稳定性好,在室温下不溶于水、酸和碱;GaN基半导体也是坚硬的高熔点材料,熔点高达约1770。GaN具有高的电离度,在III-V族化合物中是最高的(
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