籽晶表面的机械抛光对6H-SiC生长晶体中位错的影响(2)

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2.3.1 TEM平面样品的制备 11

2.3.2 TEM截面样品的制备 14

2.4 透射电子显微镜的原理 15

3 实验结果与讨论 17

结论 23

致谢 24

参考文献25

1 绪论

在科学技术发展越来越迅速的当今社会，已有越来越多的领域如航天、航空、军事、石油勘探、核能、通讯等，迫切地需要能够在250～600℃的高温环境下工作的电子器件。新的技术革命和新兴产业的发展常常需要新型半导体材料和器件的研究与突破。在以硅和砷化镓为代表的第一代、第二代半导体材料之后，迅速发展起来了以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带新型半导体材料。表1给出了几种重要的半导体材料的性能参数[1]。

表1 几种半导体材料有关参数的比较

材料特性 Si GaAs 6H-SiC 3C-SiC 金刚石

禁带宽度Eg/eV 1.11 1.42 2.9 2.2 5.5

电子迁移率μn /cm2·V-1·s-1 1400 8500 600 1000 2200

电子饱和速度Vsat

/107cm·s-1 1 2 2.0 2.5 2.7

击穿场强Ec/106V·m-1 0.2 0.4 4 3 10

介电常数

11.8 12.8 9.7 9.7 5.5

热导率 /W·cm-1·℃-1

1.5 0.5 4.9 4.9 20

熔点/℃ 1420 1238 2100 2100 相变

碳化硅的载流子饱和漂移速度高，碳化硅的击穿电场强度是硅的8倍，电子饱和漂移速度是硅的2倍[2]，更有利于提高器件的工作频率。碳化硅具有宽带隙（2.3eV～3.2eV）、高击穿场强（＞20×10-5V/cm）、高热导率[5W/（cm·K）～7W/（cm·K）]和高电子饱和迁移率（2.0×10-7cm/s）的特点，因此特别适合于制备高温、高频和高功率电子器件[3]。

SiC的这些特性预示了它在提高半导体功率器件的耐高温能力和抗辐射能力等方面的巨大潜力。采用SiC材料制作器件，可以采用很薄的漂移区或基区厚度，在功率特性不变的情况下明显改善器件的频率特性[4]；利用SiC的宽禁带特性，可以制作长期稳定的工作在高温(300℃以上)环境下的具有超强抗辐射能力的器件[4]：SiC的宽禁带特性还被用以制作短波长发光二极管、光波导等；SiC高的热导率特性，使其作为热沉材料而大大减轻设备的散热压力[5]；SiC介电常数小的特点又使其在给定的掺杂浓度和外加电压条件下具有较低的PN结电容，适合于大功率微波器件的应用[6]。临界击穿电场强度高和载流子饱和速度大的特点更使其成为场效应器件(FET)、肖特基功率二极管等器件的优选材料[6]，应用前景十分广泛。论文网