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碳化硅晶體的歷史和結構

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碳化硅晶體的歷史和結構

發布日期:2020-12-03 00:00 來源:http://www.xhl88.com 點擊:

早在1824年,瑞典科學家Berzelius(1779一1848)在人工合成金剛石的過程中就觀察到了SiC的存在,但是因為天然的SiC單晶極少,當時人們對SiC的性質幾乎沒有什么了解。

中文名碳化硅晶體,外文名silicon carbide (SiC) single crystal。結構致密排列的兩個亞晶格組成,由美國的Cree公司、通用電子公司研發。

直到1885年,Acheson首次生長出SiC晶體之后,人們才開始對SiC的特性、材料制備方法及應用前景等多方面開始了深入研究。

SiC作為C和Si穩定的化合物,其晶格結構由致密排列的兩個亞晶格組成,每個Si(或C)原子與周邊包圍的C(Si)原子通過定向的強四面體sp3鍵結合,雖然SiC的四面體鍵很強,但層錯形成能量卻很低,這一特點決定了SiC的多型體現象,已經發現SiC具有250多種多型體,每種多型體的C/Si雙原子層的堆垛次序不同。最常見的多型體為立方密排的3C-SiC和六角密排的4H、6H-SiC。不同的多型體具有不同的電學性能與光學性能。SiC的禁帶寬度為Si的2-3倍,熱導率約為Si的4.4倍,臨界擊穿電場約為Si的8倍,電子的飽和漂移速度為Si的2倍。SiC的這些性能使其成為高頻、大功率、耐高溫、抗輻照的半導體器件的優選材料,可用于地面核反應堆系統的監控、原油勘探、環境監測及航空、航天、雷達、通訊系統和大功率的電子轉換器及汽車馬達等領域的極端環境中。另外,采用SiC所制備的發光二極管的輻射波長可以覆蓋從藍光到紫光的波段,在光信息顯示系統及光集成電路等領域中具有廣闊的應用前景。


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