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《SiC材料及器件的应用发展前景_王守国》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ProgressChineseJournalofNatureVol.33No.1doi:10.3969/j.issn0253-9608.2011.01.007SiC材料及器件的应用发展前景①③②王守国张岩①副教授,②教授,哈尔滨工业大学深圳研究生院电子与信息工程学科部,深圳518055;③西北大学信息与技术学院,西安710127关键词SiC半导体器件材料晶片工艺SiC材料是第三代半导体材料,由于可用于军事领域,国外限制该产品的出口。作者首先阐述了SiC材料的基本特性,介绍了SiC晶体的生长技术及晶
2、体供应商,尤其是国内SiC晶体材料的研制现状,最后评述SiC器件的应用领域和市场前景,并指出中国应建立SiC材料及器件研制和应用的产业链。产能占80%以上。2010年,中国有关部委着力开展提升优化传统产业、抑制过剩产能扩张、开展节能降耗、减1SiC材料的特点、结构及应用排治污、淘汰落后产能等活动,对电价、行业准入标准进在陨石和地壳中虽有少量SiC(siliconcarbide,碳化行相应调整,不再审批、核准、备案高耗能、高污染项目硅)存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源。工业用SiC和产能过剩行业扩
3、大产能的项目,这或许会推动SiC成于1891年研制成功,由于其化学性能稳定、导热系数高、本增加,价格走高。热膨胀系数小、耐磨性能好,最早的用途是研磨材料。SiC材料的第三种用途是用于制造半导体的高纯度目前SiC的主要应用领域有:①利用其硬度高、切单晶材料,材料的生长和器件的制备是高新技术产业。削力强的特点,作为磨料可用来做磨具,如砂轮、磨头与硅(Si)和砷化镓(GaAs)为代表的传统半导体材等,广泛用在多种行业,如:玉器珠宝的抛光、玻璃石材、料相比,SiC半导体材料是第三代半导体材料,具有高热合金
4、、电子元件等的研磨及抛光、太阳能电池基板的切导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等割、建筑筑路、服装行业(牛仔布喷砂)、美容工具和砂轮优点,如表1所示,可以满足现代电子技术对高温、高功的制造等。②利用其耐高温、强度大、导热性能良好、抗率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求,因而是冲击等特点,作为高温间接加热材料和冶金脱氧剂等,半导体材料领域最有前景的材料之一。制成的高级耐火材料有耐热、体积小、重量轻、强度高和SiC在不同物理化学环境下能形成不同的晶体结节能效果好等优点。低品级碳化硅(
5、含SiC约85%)是构,这些成分相同、形态、构造和物理特性有差异的晶体极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学称为同质多象变体(多晶型)。纯SiC是无色透明的晶成分,提高钢的质量。体,因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃以上用途的SiC材料又叫金钢砂或耐火砂,分为黑至黑色,透明度随其纯度不同而异。SiC晶体结构分为色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体(α-SiC)。黑六方或菱面体的α-SiC和立方体的β-SiC。α-SiC由于其碳化硅,有金属光泽,含SiC95%以上,强度比绿碳
6、化硅晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不大,但硬度较低。绿碳化硅,含SiC97%以上,主要用于磨同变体,已发现200余种,有2H-SiC,4H-SiC,6H-SiC硬质含金工具。它们的硬度都介于刚玉和金刚石之间。等。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC,3C-SiC就是中国是以上用途的SiC材料的生产大国,在国际市β-SiC。SiC多象变体是由数字和符号组成,其中C,H,R场上对其价格有控制作用,产地主要分布在甘肃、宁夏、分别代表立方、六方、菱形等晶格结构,字母前的数字代青海、新
7、疆、河南、四川、贵州、湖北等地区。全国黑碳化表堆积周期中SiC原子的密排层数目。3C就代表SiC硅产能约100万吨左右,其中甘肃地区约占50%,宁夏变体是由周期为3层的SiC原子密排为立方晶格结构,约占25%,其他地区黑碳化硅产能约占25%。绿碳化4H代表SiC变体是由周期为4层的原子密排形成的六硅产能在55万吨左右,其中青海、四川、新疆为主产区,方晶格结构,15R代表SiC变体是由周期为15的原子·42·自然杂志第33卷第1期科技进展表1SiC各种晶型的特性300K3C-SiC2H-SiC4H-
8、SiC6H-SiC摩尔质量(g·mol-1)40.09740.09740.09740.097密度(g·cm-3)3.223.223.263.03熔点(℃)2730273027302730禁带宽度(eV)2.23.3303.233.0a0.3080a0.3073a0.3073晶格常数(nm)a0.43595c1.5117b1.0053b1.0053介电常数9.7210.329.79.7击穿电场(V·cm-1)～1062.2×1062.4×106电子迁移率(cm2·V-1·s-1)10
