硅、碳化硅、氮化镓.doc

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1、Si：高纯的单晶硅是重要的半导体材料。单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，广泛应用于二极管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路熔点：1414℃，电导率：硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。集成电路集成度的提高,发热问题就更突出,这就要求采用导热率更高的材料,故最近正在研究SIC等材料。SiC:化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好，碳化硅硬度很大、导热系数高、高温时能抗氧化。碳化硅被广泛用于制造高

2、温、高压半导体。熔点：2730°CGaN：它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能。GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。熔点：800℃优点：禁带宽度大（3.4eV），热导率高（1.3W/cm-K），则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强；导带底在Γ点，而且与导带的其他能谷之间能量差大，则不易产生谷间散射，从而能得到很高的强场漂移速度（电子漂移速度不易饱和）；GaN易与AlN、InN等构成混晶，能制成各种异质结构，已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的2-DEG（因为2

3、-DEG面密度较高，有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素）；晶格对称性比较低（为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构），具有很强的压电性（非中心对称所致）和铁电性（沿六方c轴自发极化）缺点：一方面，在理论上由于其能带结构的关系，其中载流子的有效质量较大，输运性质较差，则低电场迁移率低，高频性能差。另一方面，现在用异质外延（以蓝宝石和SiC作为衬底）技术生长出的GaN单晶，还不太令人满意。主要问题：因为GaN是宽禁带半导体，极性太大，则较难以通过高掺杂来获得较好的金属-半导体的欧姆接触，这是GaN器件制造中的一个难题，故GaN器件性能的好坏往往与欧姆接触的制作结果有关。