Широкозонные полупроводниковые материалы Студент гр 314 -M А

Широкозонные полупроводниковые материалы Студент гр. 314 -M А. В. Белоножко 2014

Введение

Введение Широкозонными полупроводниками (ШП) называют вещества, в которых при отсутствии в них электрически активных примесей с небольшой энергией ионизации, электропроводность при комнатной температуре должна быть ничтожно малой. Широкозонными принято считать полупроводники, у которых энергия межзонных электронных переходов превосходит значение, близкое к 2 э. В. Некоторые параметры ШП Валентность компонент ШП Eg, э. В IV Алмаз 5, 5 IV-IV Si. C(6 H) 2, 9 IV-IV Si. C(4 H) 3, 26 III-V Ga. P 2, 25 II-VI Zn. S 3, 58 II-VI Zn. Te 2, 26 II-VI Cd. S 2, 59

Сравнение основных свойств материалов электронной техники

Литографические процессы Структурное упорядочение семейства естественных сверхрешеток Si. C: а) вид упаковок А, В, С в пределах слоя; б) элементарные ячейки основных слоистых модификаций.

Этапы литографии Монокристалл муассанита (~1 мм в размере)

Эволюция сублимационных методов получения кристаллов

Метод Лели Фотография тигля: 1 -тигель; 2 -шихта; 3 -Si. C монокристаллы Кристаллы карбида кремния, полученные благодаря процессу Лели Недостаток: Большое количество зародышей, что приводит к избытку мелких кристаллов и образованию друз.

Метод ЛЭТИ Конструкции ростовых ячеек: 1 — кристалл-затравка, • — источник паров — поликрис- таллический карбид кремния, — тигель, 4 — теплоизоляция, (а) метод Конструкции ростовых ячеек: 1 — кристалл-затравка, 2 — источник паров — поликристаллический карбид кремния, 3 — тигель, 4 — теплоизоляция. Слитки монокристаллического карбида кремния, выращенного «Методом ЛЭТИ» а) вид сверху, б) вид сбоку

Метод ЛЭТИ Экспериментальный образец слитка Si. C диаметром более 100 мм (вид сверху) Монокристаллические подложки после резки слитков

Средняя стоимость подложек ($/кв. дюйм) 1990 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. Si 3 2. 8 2. 5 2. 4 Ga. As 25 21 17 17 In. P 88 83 77 70 2200 1500 1200 Si. C Требований, предъявляемых к подложкам Si. C: ● диаметр 50, 8… 101, 6 мм; ● толщина 350 ± 50 мкм; ● структурная политипная однородность 4 Н или 6 Н; ● удельное сопротивление 10– 3… 1012 Ом см; ● тип проводимости n-(азот), p-(алюминий); ● плотность дислокаций <103 см– 2;

Применение ШП

Применение ШП Ключевые преимущества Si. C полупроводниковых материалов в сравнении с Si и Ga. As следующие: -Напряженность электрического поля пробоя 4 НSi. C более чем на порядок превышает соответствующие показатели у Si и Ga. As. Это приводит к значительному снижению сопротивления в открытом состоянии Ron. Зависимость Ron от пробивного напряжения -Высокая теплопроводность Si. C снижает тепловое сопротивление кристалла (по сравнению с Si диодами - почти в два раза).

Применение ШП - Электронные свойства приборов на основе Si. C очень стабильны во времени и слабо зависят от температуры, что обеспечивает высокую надежность изделий. - Карбид кремния чрезвычайно устойчив к жесткой радиации, воздействие которой не приводит к деградации электронных свойств кристалла. - Высокая рабочая температура кристалла (более 6000 С) позволяет создавать высоконадежные приборы для жестких условий эксплуатации и специальных применений.

Полупроводниковые приборы из карбида кремния • Диоды Шоттки • Si. C MOSFET • Приборы из карбида кремния для жестоких условий эксплуатации Цифровая интегральная схема Si. C

Спасибо за внимание! 18