文档介绍：新型半导体材料SiC结构及特性…。…*……*处W4H使用Si器件的传统集成电路大都只能工作在250°C以下,不能满足高温、高功率及高频等要求。SiC具有独特的物理性质和电学性质,是实现高温、高频、抗辐射相结合器件的理想材料。从结构上来说,主要有两类:闪锌矿结构,简称3C&P-SiC(3C-SiC:ABCABC...);六角型或菱形结构,简称a-SiC(主要包括6H-SiC:ABCACB'ABCACB...;4H-SiC:ABAC'ABAC...)。大A,B,C为Si-C四面体密堆积3种不同的位置「•广密——….♦-*-3CSiC单位晶体结构几种常见SiC晶体形态的对垒模型相比Si及GaAs,SiC材料有绝缘破坏电场大、带隙大,导热率高、电子饱和速度快及迁移率高等特性参数,决定SiC功率元器件具有易降低导体电阻,高温下工作稳定及速度快等优势。然而目前SiC主要面临的挑战是出现电磁干扰(EMI)问题及成本较高问题材料特性Si3C-SiCIH-SiC6H-SiC禁带宽度Eg(eV)(cm2/s・V)15001000800400电子饱和速度(cm/s)(V/cm)⑶(W/K・cm)(°C)600125015801580特性参数生产关键技术SiC晶体生长Sic具有高的化学和物理稳定性,使其高温单晶生长和化学处理非常困难。早期PVT法生长单晶:SiC源加热到2OOCTC以上,籽晶与源之间形成一定的温度梯度,使SiC原子通过气相运输在籽晶上生成单晶c主要受气相饱和度控制,生长速度和饱和度成正比。PVT法生长的单晶几乎都是4H、6H-SiC,而立方的SiC中载流子迁移率较高,更适合于研制电子器件,但至今尚无商用的3C-SiCo另外,SiC体单晶在高温下(2000©生长,参杂难以控制,特别是微管道缺陷无法消除,所以SiC体单晶非常昂贵。oncoilhngs□nununununuPVT法晶体生长室示意图外延外延生长技术主要有四种:化学汽相淀积(CVD)、液相外延生长(LPE)、汽相外延生长(VPE)、分子束外延法(MBE)化学机械抛光由于SiC有很高的机械强度和极好的耐化学腐蚀的特性,相比于传统的半导体材料(硅和神化铉)它很难进行抛光。用胶体氧化硅对SiC进行化学机械抛光是目前比较常见的一种方法,抛光剂是二氧化硅颗粒的悬浮液,二氧化硅颗粒的粒度只有几十纳米。抛光前抛光后20h 抛光后50h 抛光后70h氧化SiC是化合物半导体中唯一能够由热氧化形成Si02的材料。采用与Si工艺类似的干氧、湿氧方法进行SiC的氧化,氧化温度1100~1150°C之间,但氧化速率较慢,一般仅为儿个nm/mino氧化速率与表面晶向有关,碳面氧化速率是硅面的5~10倍;另外,氧化速率还依赖于衬底参杂浓度,随参杂浓度的增加而增加。刻蚀由于SiC材料的高稳定性,无法对它进行普通的湿法腐蚀。所以,只能采用干法刻蚀技术,以CF、SF、CHCL3等F系、CI系气体和。2为刻蚀剂,以溅射AI膜为掩蔽材料。通常可获得10-100nm/min左右的刻蚀速率和较高的选择性。掺杂由于SiC的