單晶定向推動了微電子、光電子技術的迅猛發展

發布日期：2018-07-16 00:00 來源：http://www.guoganxinwen.com 點擊：

　　以硅、砷化鎵為代表的一代和二代半導體材料的高速發展，推動了微電子、光電子技術的迅猛發展。然而受材料性能所限，這些半導體材料制成的器件大都只能在200℃以下的環境中工作，不能滿足現代電子技術對高溫、高頻、高壓以及抗輻射器件的要求。單晶定向熔體單晶體生長的必要條件是：體系溫度低于平衡溫度。體系溫度低于平衡溫度的狀態稱為過冷。△T的絕對值稱為過冷度。過冷度作為熔體晶體生長的驅動力。一般情況：該值越大，晶體生長越快。當值為零時，晶體生長停止。已生長出的晶體溫度又需低于Te。單晶材料就是說整個體系由熔體到晶體的溫度由過熱向過冷變化。過熱與過冷區的界面為等溫區。

　　作為第三代寬帶隙半導體材料的代表，碳化硅單晶材料具有禁帶寬度大、熱導率高、電子飽和遷移速率高和擊穿電場高等性質。碳化硅器件在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領域和航天、軍工、核能等環境應用領域有著不可替代的優勢，藍寶石晶體定向彌補了傳統半導體材料器件在實際應用中的缺陷，正逐漸成為功率半導體的主流。這種由晶體到熔體方向存在的溫度梯度是熱量輸運的必要條件。熱量由熔體經生長面傳向晶體，并由其轉出。晶體生長是發生在固-液（或晶-液）界面上。通常為保證晶體粒生長只需使固-液界面附近很小區域熔體處于過冷態，絕大部分熔體處于過熱態。

單晶定向