第三代新型半导体材料SiC
深圳大学考试答题纸
二○
课程编号1601810001
以论文、报告等形式考核专用～二○学年度第
半导体材料温志煌13723723443专业年级
学期
翟剑庞评分
课程名称
主讲教师
学
号
2012160228
姓名
微电子学12级
教师评语：
题目：
第三代新型半导体材料SiC
摘要：随着第一代半导体材料硅的问世，半导体材料发展迅速。紧接着，第二代半导体半导体材料GaAs随之出现，直至今天，以GaN为代表的第三代半导体材料。但是这些这半导体的耐高温、抗辐射以及频率都不能达到元器件的要求，这时一种新型半导体材料SiC的出现改变了这一局面。作为一种新型的半导体材料SiC以其优良的物理化学特性和电特性成为制造短波长电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率高频电子器件最重要的半导体材料。本文主要主要分为碳化硅的历史发展，碳化硅的结构、性质，碳化硅的单晶和薄膜制备以及碳化硅的应用。
关键词SiCSiC元器件
单晶制备
外延生长
气相外延（CVD）分子束外延生长
一、碳化硅（SiC）的历史发展
SiC是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。1907年第一只碳化硅发光二极管诞生，1907年，英国工程师He
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d在尝试用碳化硅矿石制作无线电接收器时（就是我们所知的矿石收音机），意外地发现
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f第三代新型半导体材料SiC
导线与矿石的触点处会产生微弱的绿，红或者蓝光，从此发光二极管就此问世了1。1955年，在理论和技术上发生了重大突破，LELY提出生长高品质碳化概念，从此将SIC作为重要的电子材料。1958年在波士顿召开第一次世界碳化硅会议进行学术交流，从此SiC在半导体方面上作用更受到关注。1978年六、七十年代碳化硅主要由前苏联进行研究。从20世纪90年代起，美国国防部DOD，departme
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se就开始支持SiC功率器件研究，SiC功率器件样品相继问世。1987年以SiC材料和器件为研究方向Cme公司由美国国防部资助成立为海军和空军装备作预先研究，从此SiC材料和电子器件进入飞速发展的新阶段。SiC器件的发展是伴随着SiC单晶衬底材料的发展而进行的。近年来，SiC材料微孔问题已基本解决，单晶材料的尺寸不断增大，主流产品已经从两英寸过渡到三英寸和四英寸r