sic材料的特性及应用

《sic材料的特性及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、SiC材料的特性及应用颜小琴2004.11.15SiC材料的发展史话SiC材料的特性及应用SiC材料的制备方法小结SiliconCarbideTechnology(SiC)WhyanewTechnology?SihasservedwonderfullywellasasemiconductorformostapplicationsSidevicesfailtooperateathightemperaturesofaround300ºCSinceSiisasmallbandgapmaterial,sufficientlyhighbreakdownvoltagescannotb

2、eappliedSiC’ssuperiorPerformanceSiCisespeciallyusefulfor:HighTemperatureEnvironmentHighRadiationconditionsHighVoltageswitchingapplicationsHighpowerMicrowaveapplicationsSiCissuperiorcomparedtoSibecause:IthasexceptionallyhighBreakdownelectricfieldWideBandgapEnergyHighThermalconductivityHigh

3、carriersaturatedvelocity起初Acheson错误地认为这种材料是C和Al的化合物，他的目的是想寻找一种材料能够代替金刚石和其他研磨材料，用于材料的切割和抛光，他发现这种单晶材料具有硬度大、熔点高等特性，于1893年申请了专利，将这种产品称为“Carborundum”。开辟了SiC材料和器件研究的新纪元，此后，有关SiC的研究工作全面展开，并且于1958年在Boston召开了第一届SiC会议。但是，Si技术的成功以及迅猛发展，使得人们对SiC的研究兴趣下降，这一时期的研究工作，即60年代中期到70年代中期，主要在前苏联进行，在西方一些国家，SiC的研究

4、工作仅处于维持状态。SiC材料的发展史话1824年,瑞典科学家Berzelius(1779－1848)在人工合成金刚石的过程中就观察到了SiC；1885年Acheson(1856－1931)首次生长出了SiC晶体(Carborundum)；1905年，法国科学家Moissan(1852－1907)在美国Arizona的Dablo大峡谷陨石里发现了天然的SiC单晶(Moissanite)；1907年，英国电子工程师Round(1881－1966)制造出了第一只SiC的电致发光二极管；SiC材料的发展史话1955年，Lely发明了一种采用升华法生长出高质量单晶体的新方法；(转

5、折点)1978年，俄罗斯科学家Tairov和Tsvetkov发明了改良的Lely法以获得较大晶体的SiC生长技术；(里程碑)1979年，成功制造出了SiC蓝色发光二极管；1981年，Matsunami发明了Si衬底上生长单晶SiC的工艺技术，并在SiC领域引发了技术的高速发展；1987年，CreeResearch成立，成为了第一个销售SiC单晶衬底的美国公司。SiC材料的特性及应用Ⅰ.SiCforHighPower,HighTemperatureElectronicsSiGaAs3C-SiC6H-SiC4H-SiC晶格常数(Å)5.435.654.35963.08115.

6、0923.08110.061熔点(K)14201235>2100>2100>2100热稳定性GoodFairExcellentExcellentExcellent带宽(eV)1.111.432.233.023.26最高工作温度(K)600760125015801580电子迁移率(cm2V·S)1500850010004001140空穴迁移率(cm2V·S)600400505050饱和电子速率(107cms)1.01.02.22.02.0临界电场(106Vcm)0.30.62.03.23.0介电常数11.812.59.7109.6热导率(Wcm·K)1.50.46

7、4.94.94.9SiC与Si和GaAs的有关参数的对比SiC的这些性能使其成为高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体器件的优选材料，用于地面核反应堆系统的监控、原油勘探、环境检测及航空、航天、雷达、通讯系统及汽车马达等领域的极端环境中。SiC材料的特性及应用Ⅱ.PolytypisminSiC3C-SiC6H-SiC4H-SiC3C-SiC6H-SiCSiC材料的特性及应用Ⅲ.DopantConsiderations杂质掺入量过大导致了非晶或多晶的形式，深的杂质能级是不利的，不仅激活温度高，而且也不利于器件的设计。SiC材料常用