《宽禁带半导体材料新进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宽禁带半导体材料新进展（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、宽禁带半导体材料与器件应用新进展 SiC-AlN-GaN材料与器件新进展,报告者：杨勇,主要内容,几种主要半导体材料的物理属性 宽禁带半导体材料新进展 GaN-AlN-(4H)SiC新型光触发功率半导体器件 未来展望,几种主要半导体材料的物理属性（300K）,宽禁带半导体材料新进展,4H-SiC晶圆和外延材料的质量已经相当高，美国Cree公司能够提供商业化生产的100毫米零微管碳化硅基底，并且已经展示了高品质150毫米碳化硅基底。,宽禁带半导体材料新进展,氮化铝(AlN)材料 体单晶制备方法：物理气相传输法( PVT) 发展动态： 美国Crystal IS公司、俄罗斯N-Crystals公司在
2、该领域处于领先地位,可以制备出直径为2inch(5.08cm)的体单晶 2011年德国埃朗根一纽伦堡大学已利用AIN籽晶生长出直径为25mm、厚度为15mm的AIN体单晶 美国北卡罗莱纳州立大学于2010年获得了直径为15mm高度为5mm的无裂纹AIN晶圆并于2011年利用AIN衬底外延生长了高质量的AlN、AlGaN薄膜 阻碍因素：籽晶的选取（AlN、SiC、AlN/SiC）,GaN材料新进展,阻碍GaN材料发展的因素 没有合适的单晶衬底材料 位错密度太大 无法实现p型轻掺杂 氮化镓器件的衬底选择 晶格失配率小的材料 硅、碳化硅和蓝宝石（其中碳化硅与氮化镓匹配得更好一些,二者的晶格失配仅有3
3、.3%, 而蓝宝石和氮化镓的晶格失配高达14.8%，此外,碳化硅的热导率比氮化镓高,对改善大功率器件的温度特性也大有好处） 因此，目前，选用SiC作为衬底生长GaN是许多研究者关注的一个方面。,GaNAlN(4H)SiC新型光触发功率半导体器件,基本结构图,GaNAlN(4H)SiC新型光触发功率半导体器件,Band energy (eV),GaN-AlN-SiC组态的稳定性,Potential energy (Ha),1Ha=27.2eV,GaNAlN(4H)SiC新型光触发功率半导体器件,工作原理（发射极零偏压、集电极正偏压） 基区注入光脉冲时，载流子在能带之间跃迁，并导致电子空穴倍增，当
4、基区中的光生电子向集电区移动时，空穴就会复合掉一小部分从发射极注入的电子，大多数未被复合的电子就到达集电极 随着光脉冲的断开，基区中载流子快速复合，PSD便处于关态，同时，异质pn结将承受很大的发射极、集电极电压。,GaNAlN(4H)SiC新型光触发功率半导体器件,电学特性,未来展望,随着宽禁带半导体材料工艺技术的不断进步、成熟，新结构的功率半导体器件的应用越来越广泛。而GaN-AlN-4H-SiC OT PSD较好的开关特性、增益以及阻断特性表明由于GaN较短的载流子寿命和很好的光吸收效率（而这对高频率功率电子器件十分关键）和光吸收能力（这对减少激光成本非常重要）以及碳化硅很高的热导率，以SiC作为衬底的GaN外延材料必将在未来的功率半导体器件、高频、高压功率器件、以及光电领域中广泛应用。,谢谢大家！,
