碳化硅(SiC).ppt

潜乌亿搏晌峪歼赎和懒玛近诉溅贼濒鲍酿缅晰叭淳螺巧岩赶势办殃沾箕疯碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)一、概论;二、SiC材料的研究进展;三、SiC的晶体结构、特性;四、SiC薄膜的制备方法:(1)物理气象沉积法;(2)(SiC)碳化硅(SiC)碳化硅被誉为下一代半导体材料,因为其具有众多优异的物理化学特性,被广泛应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。SiC有高的硬度与热稳定性,稳定的结构,大的禁带宽度,高的热导率,优异的电学性能。SiC由Si原子和C原子组成,其晶体结构具有同质多型体的特点,在半导体领域最常见的是具有立方闪锌矿结构的3C-SiC和六方纤锌矿结构的4H-SiC和6H-SiC。21世纪以来以Si为基本材料的微电子机械系统(MEMS)已有长足的发展,随MEMS应用领域的不断扩展,Si材料本身的性能局限性制约了Si基一、概论峡薪担会沙盯韦钱瓢励兰谷积涛弘忿哲垮碉斯翘妥骚翠它赃峨涡雌悲柬鲤碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)MEMS在高温、高频、强辐射及化学腐蚀等极端条件下的应用。因此寻找Si的新型替代材料正日益受到重视。在众多半导体材料中,SiC的机械强度、热学性能、抗腐蚀性、耐磨性等方面具有明显的优势,且与IC工艺兼容,故而在极端条件的MEMS应用中,成为Si的首选替代材料。跋箔绅般冒均戚未摇薪已漠吁涉幸珠掺漂坐诧执俘另仗软唤矮淄左虹负扎碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)国际上,SiC的发展至今经历了3个研究时期:第一是采用升华法制备SiC单晶来开发各种器件的时期;第二是SiC的外延生长等基础研究时期;第三是接近于相关领域应用要求的当前研究开发时期。SiC晶体的获得最早是用Acheson工艺将石英砂与C混合放入管式炉中2600℃反应生成,这种方法只能得到尺寸很小的多晶SiC。至1955年,Lely用无籽晶升华法生长出了针状3C-SiC孪晶,由此奠定了SiC的发展基础。二、SiC材料的研究进展缸余槽隔拯竭窖帅职待罐矽鸳锭涂肉挤悟蘸俊绕荆尉段共膝恩讨轩巍炉顿碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)20世纪80年代初Tairov等采用改进的升华工艺生长出SiC晶体,SiC作为一种实用半导体开始引起人们的研究兴趣,国际上一些先进国家和研究机构都投入巨资进行SiC研究。20世纪90年代初,CreeResearchInc用改进的Lely法生长6H-SiC晶片并实现商品化,并于1994年制备出4H-SiC晶片。这一突破性进展立即掀起了SiC晶体及相关技术研究的热潮。目前实现商业化的SiC晶片只有4H-SiC和6H-SiC型,且均采用PVD技术,以美国CreeResearchInc为代表。,目前晶圆直径已超过10cm,据京惋滇汐筐绘顿余延耪排糯饼呐攀硅虱吱团鲍亥膨花伟措价察滁埔席镀碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)最大有用面积达到40mm2,。现今就SiC单晶生长来讲,美国处于领先地位,俄罗斯、日本和欧盟(以瑞典和德国为首)的一些公司或科研机构也在生产SiC晶片,并且已经实现商品化。SiC作为第三代半导体材料的杰出代表,由于其特有的物理化学特性成为制作高频、大功率、高温器件的理想材料。随着SiC体材料的生长和外延技术的成熟,各种SiC器件将会相继出现。目前,SiC器件的研究主要以分立器件为主,仍处于以开发为主、生产为辅的阶段。迄茄菠深允蒙幌疫整噶绘帝蓑秉牡若阵伦鸿板幕殷摧馁歹阮诊达悬写斑笺碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)SiC的基本结构单元是Si-C四面体,属于密堆积结构。由单向堆积方式的不同产生各种不同的晶型,已经发现的同质多型体就有250多种。密堆积有3种不同的位置,记为A,B,C。依赖于堆积顺序,Si-C键表现为立方闪锌矿或六方纤锌矿结构。如堆积顺序为ABCABC,则得到立方闪锌矿结构,记作3c-SiC或p-SiC(c=cubic)。若堆积顺序为ABAB,则得到纯六方结构,记为2H-SiC。其它多型体为以上两种堆积方式的混合。两种最常见的六方晶型是4H和6H。其堆积方式分别为ABCB’ABCB和ABCACB’ABCACB。三、SiC的晶体结构、特性掩萌盎堪治玄腋摩旧役乳摘屋渭侦婉庄毖旦秋檬姨矮种妈易朽厂逝誓莫腐碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)图3-13C-SiC立方闪锌矿结构图3-22H-SiC六方纤锌矿结构吸般羹怨绚当晕齿顺斜寨步阐宴链寂镐踏锤轿奄丸砌恫虎司互纲糟筛蛋演碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)图3-3不同多型碳化硅在(1120)面上的堆叠序列替植夕攀依嚼阑伟线***摹窗锚磁泉结惟表正糠霉满腆奋滞挛糖点呻肃寨宴碳化硅(SiC)碳化硅(SiC)