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1、第三代半导体材料在LED产业中的发展和应用/雷通等·7·3第三代半导体材料在LED产业中的发展和应用雷通,王小平,王丽军,张雷,吕承瑞,王隆洋(上海理工大学理学院,上海200093)摘要LED产业目前发展非常迅速,LED白光照明和全色显示的前景被普遍看好。宽禁带半导体在LED产业中的应用是推动LED产业向前发展的一个重要动力,并已成为很多国家研究和开发的热点。目前宽禁带半导体在LED产业中发展很快,其应用越来越广泛,相关技术也日渐成熟。综述了几种具有代表性的第三代半导体材料在LED产业中的发展和应用以及各自面临的问题。关
2、键词宽禁带半导体材料SiCGaNZnO金刚石发光二极管中图分类号:TN312.8;TN304DevelopmentandApplicationofthe3rd2generation2semiconductorsinLEDIndustryLEITong,WANGXiaoping,WANGLijun,ZHANGLei,LUChengrui,WANGLongyang(CollegeofScience,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)Abstr
3、actLEDindustryisdevelopingveryfastnow.It’swidelythoughtthatthewhiteilluminationandfullcolordisplaywithLEDhaveabrightfuture.Wide2bandgapsemiconductorisasignificantimpulseinpushingLEDin2dustryforward,whichhasbeenahotspotofresearchanddevelopmentinmanycountries.Nowit
4、isdevelopingfastinLEDindustrywithwilderapplicationandmoreperfecttechnologyskillsconcerned.Inthispaperthedevelopmentandapplicationofseveralkindsofrepresentative3rd2generation2semiconductorsinLEDindustryaswellastherespectiveproblemsoccurredsubsequentlyarereviewed.K
5、eywordwide2bandgapsemiconductor,SiC,GaN,ZnO,diamond,LED代半导体材料在LED产业中的应用,才突破了蓝色LED的0引言技术瓶颈,使得LED白光照明和全色显示成为可能,从而极-57[3]半导体材料是电阻率在10～10Ω·m范围内、导电能大地推动了LED的发展与普及。常见的第三代半导体材力介于导体与绝缘体之间的材料,是制作晶体管、集成电路、料有GaN、SiC、AlN、ZnSe、C2BN、CdS、ZnS、ZnO和金刚石电力电子器件、光电子器件的重要基础材料,支撑着通信、计等,
6、其中在LED产业中比较有代表性的是GaN、SiC、ZnO和[1]算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。在半金刚石。虽然主要都被用作短波段LED的发光材料,但是导体产业中,一般将Si、Ge称为第一代半导体材料;将GaAs其各自的发展历程和所处的境况却不尽相同。(砷化镓)、InP(磷化铟)、GaP(磷化镓)等称为第二代半导体1Ⅳ2Ⅳ族化合物半导体材料SiC材料;而将宽禁带(Eg>2.3eV)的SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)和金刚石等称为第三代半导体材料。SiC是开发最早的宽禁带半导体材料,在现今已开发的相比第一代
7、、第二代半导体材料,第三代半导体材料有宽禁带半导体中,SiC是技术发展最成熟的一种。SiC晶体很多重要的优点,例如:禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、结构具有同质多型的特点,即在化学计量成分相同的情况下电子饱和漂移速度快、介电常数小、抗辐射能力强、化学稳定具有不同的晶体结构,各同质异型体之间的化学性质相同,性良好等。这些优良的性能使其在光电器件、大功率高温电但在物理性质,特别是半导体性能方面则表现出各自的特子器件等方面备受青睐。在LED(发光二极管)产业,第三代性。目前已被证实的SiC多形体就超过200种,最常见的[2]
8、半导体材料也凭借其诸多特性大显身手。SiC多型体有立方结构的3C2SiC和六方结构的6H2SiC、4H2[4]当前LED产业蓬勃发展,在某些领域,如交通信号灯、SiC。SiC属间接禁带半导体,导致SiCLED的发光效率都标志照明和大面积显示屏中,LED已经得到广泛应用。很多较低,但是由于研究得很早,所以制造工艺比较成
