第三代半导体材料碳化硅的发展历程及制备技术

第三代半导体材料主要包括氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)，其中碳化硅和氮化镓的晶化加工技术在量产方面取得了显著成就。此外，随着石墨烯、黑磷等新型二维材料的出现，以及氧化物半导体等新材料的研发，也为第三代半导体的发展提供了可能。

下面简单介绍一下碳化硅的发展和制备技术:

发展历程:

1.早期发展:早在19年底就发现了碳化硅。1907年，随着费迪南德·布劳恩发明第一台无线电设备，铅硫晶体开始被用来制作整流二极管，碳化硅开始被应用于电子器件。

2.发展阶段:20世纪60年代后，美国等国开始对碳化硅材料进行深入研究，希望利用这种材料开发更先进的无线电设备。上世纪八九十年代，随着碳化硅晶体生长技术的掌握，碳化硅的商业化生产开始实现。

3.现代研究:20世纪以来，碳化硅在集成电路、电力电子等领域的应用进展迅速，取得了一系列突破性成果。

制备技术:

1.气相沉积(CVD)法:气相沉积法是一种制备碳化硅的常用技术，气相中的物质在高温下以单层或多层的形式在基底上沉积成薄膜。

2.物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)法:物理气相沉积是通过物理方法(如蒸发、溅射等)将物质从固态源转化为气态，然后沉积在基底上形成薄膜或多层膜。

3.PECVD法:采用低温等离子体增强气相沉积，主要是通过刷新反应气体，催化与等离子体中受激粒子的反应来产生碳化硅薄膜，从而在低温下获得并生长高质量的碳化硅薄膜。

4.分子束外延(MBE)法:这种方法属于超高真空技术，通过元素的原子束或分子束打在衬底上来生长晶体。

5.液相外延生长(LPE)法:衬底通过液相碳化硅溶液在高温高压的环境下完美外延生长。

目前，成本、效率和性能问题是碳化硅材料制备中需要克服的主要问题。但随着科研和技术的不断进步，这些问题有望得到解决，碳化硅材料在电力电子、射频、光电子等领域的应用有很大的发展空间。