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（以论文、报告等形式考核专用）
二o〜二o学年度第学期
课程课程编号1601810001半导体材料主讲教师翟剑庞评分
名称
温志煌
（137237234
学号2012160228姓名43）专业年级微电子学1形成的,称为同质结。由两种不同的半导体接触形成的半导体结称为异质结。由于形成异质结的两种半导体的禁带宽度、介电常数、折射率、吸收系数等物理参数不同。形成异质结的关键在于结两侧的半导体材料具有不同的禁带宽度。而如果形成p一n结的半导体是同种材料但不是同一晶体类型，而不同晶型间禁带宽度有差别,也具有异质结的特性和优点，这种p一n结称为异构结。Sic多型的禁带宽度差别很大,因而可以实现这种异构结。
一个良好的异质(构)结要求有小的界面态密度，高的界面态密度会使异质结的电学性质劣化，这是许多异质结常常面临的问题。形成异质结的两种材料的晶格失配和热失配会在界面产生大量的悬挂键
第三代新型半导体材料——SiC
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,甚至还有材料的化学不相容性,这将导致形成大量界面态,使异质结质量和性能变差。而SIC多型体之间仅是一维方向上堆垛方式的不同，因而可以形成没有晶格失配的界面，不会造成悬挂健;多型间亦无热膨胀系数失配，不会因温度变化而引入界面缺陷;化学成分又相同,属于同质生长。利用SIC多型体制作异构结是非常理想的。
量子阱、超晶格，量子阱是一种特别的异质结构。一层薄膜半导体夹在两层阻挡层之间形成三明治结构,当夹层的尺寸小于电子或者空穴的平均自由程时,由于材料能带结构的不同,夹层材料的电子或空穴将被限制在夹层内,好像落入陷阱,这种限制电子和空穴的特殊能带结构被形象地称为“量子阱”。如果周期结构的势垒层很薄,相邻阱之间的藕合很强,这种结构称为超晶格。超晶格中,电子跨越势垒重又实现全域化,类似于晶体中,电子受到多层结构周期势的作用,原来在各量子阱中分立的能级将又扩展成能带（子能带）。而超晶格的周期一般比正常晶体的周期（即材料的晶格常数）大得多,因而超晶格的布里渊区比晶体的布里渊区小的多。
SiC半导体是一种高强度、高硬度、耐高温的晶体材料。它具有非常优良的物理、化学及半导体性质。
从晶体化学的观点出发，构成SIC的两种元素Si和C,每种原子被四个异种原子所包围，通过定向的强四面体SP3键结合在一起，并有一定程度的极化。硅的电负性为1.&—,由此确定离子性对键合的贡献约为12%—18%°sic晶体具有很强的离子共价键，它具有很高的原子化能值，达到125okJ/mo1,这反映了Sic是一种能量稳定的结构。sic具有很高的德拜温度，达到1200—1430K。因此决定了SIC材料对于各种外界作用的稳定性，在力学、热学、化学等方面有优越的技术特性。
SIC化学性质稳定，耐强酸强碱，因而有用SIC作表面防腐蚀层。在SIC表面生成的SiO2层能防止SiC的进一步氧化。在高于1700°C的温度下，这层SiO2熔化并迅速发生氧化反应。SIC能溶解于熔融的氧化剂物质，如熔融的NaZO:或NaZCO3—KNO3混合物。在300OC下可溶于NaOH+KOH。在900—1200C,SIC与***气迅速发生化合反应,也能与CC1迅速发生反应，这两种反应都留下石墨残留物。SIC与***气在300C的反应
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没有任何残留物。在晶体对称性和方向性研究中，可以用熔融的氧化剂和***作为SIC的表面腐蚀剂。.在所有这些化学反应中，立方结构的SiC比六方结构的SiC更活泼。
第三代新型半导体材料——SiC
掺杂性：SIC的n型和p型掺杂都很容易得到，这对器件的制作非常有利。n型掺杂通常是利用N掺杂得到。非故意掺杂的SIC体单晶和薄膜常常呈现n型，就是由于存在N杂质造成的。研究确定N原子是以取代C位而掺入SIC的。但其晶格位置可以有两类不等价位:六方位(h)与立方位(c)。在3C-SiC和2H-SiC中，分别只有立方位和六方位。对于其他晶型，则六方位和立方位各占一定比例。处于不等价位上的杂质可以具有很不相同的能量位置。对于N原子而言，它的离化能级(以导带底eBM为参照)分别为:对3C-SiC,;对4H-SiC,(h),(c);对
6H-SiC,(h),(e),(e)。p型掺杂通常使用Al。Al在SiC中可以形成最浅的受主能级，高于价带顶(VBM)(6H)—(4H)。B的离化能级较高,(6H)(4H),因而一般不用B来实现p型掺杂。Al和B都是占据Si的位子，不等价位的能级差别未见报道。除了利用n型和p型掺杂获得