宽禁带半导体小论文

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1、宽禁带半导体材料的研究进展和应用前景引言：使用硅器件的传统集成电路大都只能工作在250弋以下，不能满足高温、高功率以及高频等要求。目前人们已经将注意力转移到宽禁带半导体材料上。本文着重介绍了SiC,GaN,ZnO这三种宽禁带半导体材料一、回顾半导体材料的发展历程迄今为止，半导体的发展已经经历了三个阶段，第一代半导体材料是以我们所熟知的硅和错为主的材料，错材料主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光屯探测器屮，但错半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，后來逐渐被硅器件取代，硅材料耐高温和抗辐射性能较好，硅材料制造的半导体器件，稳定性和可靠性很高。第二代

2、半导体则是以碑化稼、磷化钢为代表的化合物半导体，GaAs、InP等材料适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件以及发光器件的优良材料，被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、GPS导航等领域。对微电子和光电子领域來说，二十世纪存在的问题和二十一世纪发展趋势是人们关心的问题。高速仍然是微电子的追求目标，高温大功率还是没有很好地解决问题；光电子的主要发展趋势是全光谱的发光器件，特别是短波长(绿光、蓝光、以至紫外波段)LED和LD。光电集成(OEIC)是人们长期追求的目标，由于光电材料的不兼容性，还没有很好的实现。事实上

3、，这些问题是第一代和第二代半导体材料本身性质决定的，不可能解决的问题。它需要寻找一种高性能的宽禁带半导体材料，于是第三代半导体材料一一宽禁带半导体材料走向了舞台。新兴的第三代半导体材料，以碳化硅、氮化镣、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表，和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有很宽的禁带宽度，通常大于或等于2.3eV,还具有高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率，低的介电常数以及更高的抗辐射能力，因此更适合于制作高温、高频、高功率、抗辐射以及高密度集成的抗辐射器件，也被称为高温半导体材料。宽禁带半导体材料的研究进展和应用前景引言：使用硅

4、器件的传统集成电路大都只能工作在250弋以下，不能满足高温、高功率以及高频等要求。目前人们已经将注意力转移到宽禁带半导体材料上。本文着重介绍了SiC,GaN,ZnO这三种宽禁带半导体材料一、回顾半导体材料的发展历程迄今为止，半导体的发展已经经历了三个阶段，第一代半导体材料是以我们所熟知的硅和错为主的材料，错材料主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光屯探测器屮，但错半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，后來逐渐被硅器件取代，硅材料耐高温和抗辐射性能较好，硅材料制造的半导体器件，稳定性和可靠性很高。第二代半导体则是以碑化稼、磷化钢为代表的化合物半导体，

5、GaAs、InP等材料适用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件以及发光器件的优良材料，被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、GPS导航等领域。对微电子和光电子领域來说，二十世纪存在的问题和二十一世纪发展趋势是人们关心的问题。高速仍然是微电子的追求目标，高温大功率还是没有很好地解决问题；光电子的主要发展趋势是全光谱的发光器件，特别是短波长(绿光、蓝光、以至紫外波段)LED和LD。光电集成(OEIC)是人们长期追求的目标，由于光电材料的不兼容性，还没有很好的实现。事实上，这些问题是第一代和第二代半导体材料本身性质决定

6、的，不可能解决的问题。它需要寻找一种高性能的宽禁带半导体材料，于是第三代半导体材料一一宽禁带半导体材料走向了舞台。新兴的第三代半导体材料，以碳化硅、氮化镣、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表，和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有很宽的禁带宽度，通常大于或等于2.3eV,还具有高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率，低的介电常数以及更高的抗辐射能力，因此更适合于制作高温、高频、高功率、抗辐射以及高密度集成的抗辐射器件，也被称为高温半导体材料。二、碳化硅SiC的最近进展和应用前景单从技术方面来看，碳化硅材料是目前研究的最成熟的宽禁带半导体

7、材料，SiC具有独特的物理性质和电学性质，是实现高温与高功率、高频、抗辐射相结合器件的理想材料。（1）SiC结构特点SiC的基本结构单元是S1-C四而体，属于密堆积结构，不同的SiC多型体在半导体特性方面表现出各自的特性，利用SiC这一特点可以制作SiC不同多型体间晶格完全兀配的易质复合结构和超晶格，从而获得性能极佳的器件。SiC具有非常高的热稳定性和化学稳定性，在任何合理的温度下，其体内的杂志扩散都儿乎不存在。室温下，它能抵抗任何已知的酸性蚀刻剂，这些性质使得SiC器件可以在高温下保持可靠性，并且能在苛刻的或腐蚀性的环境中正常工作。但同时也因为S

8、iC具有很高的化学和物理稳定性，导致其高温单晶生长和化学以及机械处理都非常困难。（2）SiC研究进展国际上，SiC的发展至