文档介绍：新型材料的半导体性能研究提要: 在上世纪 50 年代,随着锗、硅材料作为第一代半导体的出现, 以集成电路为核心的微电子工业开始逐渐发展起来, 此类材料被广泛应用于集成电路中。此后的几十年时间里,电子信息产业发展壮大。进入 90 年代以后,第二代半导体***化镓、磷化铟等具有高迁移率的半导体材料逐渐出现, 使得有线通讯技术迅速发展。随后在本世纪初, 碳化硅, 氮化镓等具有宽禁带的第三代半导体材料也相继问世, 将当代的信息技术推向了更高的台阶。关键词: 半导体氮化镓碳化硅一氧化石墨烯正文: 随着信息、生物、航空航天、核技术等新兴高技术产业的发展和传统材料的高技术化, 新材料产业蓬勃发展。当今世界上各种新材料市场规模每年已超过 4000 多亿元,由新材料带动而产生的新产品和新技术则是更大的市场,新材料产业成为 21 世纪初发展最快的高新技术产业之一。其中笔电、手机等 3C 产品都需要半导体晶片, 半导体的新材料研究也取得各种成果, 比如:氮化镓,碳化硅,一氧化石墨烯等。氮化镓作为第三代半导体的代表, 其化学性质非常稳定, 在室温下不溶于水, 酸和碱, 且融点高达 1700 ℃, 硬度较大。由以上基本性质就可知用氮化镓做成的材料具有耐高温, 耐酸碱腐蚀和抗外力变形等优越的性能。目前, 氮化镓和氮化镓基半导体材料已经成为了世界各国研究的热点。氮化镓的合成与制备方法目前对氮化镓的主要研究对象之一, 单晶氮化镓薄膜和纳米氮化镓的合成方法是研究的重中之重。半导体发光二极管和半导体激光器类似,也是一个 PN 结,也是利用外电源向 PN 结注入电子来发光的。半导体发光二极管记作 LED , 是由 P 型半导体形成的 P 层和 N 型半导体形成的 N 层,以及中间的由双异质结构成的有源层组成。氮化镓单晶材料是用于氮化镓生长的最理想的 LED 材料, 这样可以大大提高晶圆膜的晶体质量,降低位错密度,提高器件工作寿命, 提高发光效率, 提高器件工作电流密度。可是, 制备氮化镓体单晶材料非常困难,到目前为止尚未有行之有效的办法。有研究人员通过 HVPE 方法在其它 LED 材料(如 Al2O3 、 SiC 、 LGO) 上生长氮化镓厚膜, 然后通过剥离技术实现 LED 衬底和氮化镓厚膜的分离, 分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的 LED 材料。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显,即以它为 LED 材料外延的氮化镓薄膜的位错密度,比在 Al2O3 、 SiC 上外延的氮化镓薄膜的位错密度要明显低;但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的材料之用受到限制。 Al2O3 是用于氮化镓生长的最普遍的材料, 其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟; 不足方面虽然很多,但均一一被克服,如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服, 导电性能差通过同侧 P、 N 电极所克服,机械性能差不易切割通过雷射划片所克服,很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是, 差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足, 却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。除了 Al2O3 材料外,目前用于氮化镓生长的材料就是 SiC ,它在市场上的占有率位居第二, 目前还未有第三种材料用于氮化镓 LED 的商业化生产。它有许多突出的优点,如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等,但不足