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新型半导体薄膜材料的研究与进展 北京有色金属研究总院(北京100088)刊 旁| I - rzz~．o 摘要 阐述了新型半导休薄膜材料——空刚石和富勒烯、c一氮化硼和 碳化硅以及 聚乙炔和聚噻吩等制备技术进展、器件应用概况和未来发展趋势。 关键词 量!奎堕堕 垒旦互 堕塑塑(c)垫坐盟 堡±量壁 导电聚合物 奉世纪硅和砷化镓等体单晶和外延片作为 这些性能特点使其有可能成为高温、高功率和 半导体器件制作的主导功能材料，特别是硅在 高抗辐射器件的优选材料，应用潜力很大。表 当今电子与信息产业中的绝对优势地位，估计 1给出半导体金刚石薄膜与传统单晶材料的性 在未来的20年或更长的时间内尚不会发生重 能比较[]]。表2给出1995～1997年世界金刚石 大改变。然而，由于高温、高频、高功率、高 薄膜市场的预则，表明在电子学领域中的应用 速度以及高抗辐射、发蓝色可见光或紫外光等 将占据重要地位Cz]。 器件需求的不断增长，近年来，新型半导体薄 表 1半导体金刚石薄膜与传统单昌材料 膜材料，诸如金刚石和富勒烯等元素半导体薄 的性能比较 膜材料、碳化硅和氮化硼等化台物半导体薄膜 性 能 金喇石薄膜 硅单晶 砷化镓单嗣 材料以及聚乙炔和聚噻吩等有机半导体薄膜材 晶体结构 典型金刚石型 金刚石型 闪锌矿蜜 禁带宽度(eV) 5．47 1．1 14 料，正逐渐成为传统半导体材料在某些应用领 舟电常教 5．7 1L9 l3．1 域的重要发展和补充 这主要表现在两个方面： 导热幕散 (W ，cm ·K) 22 I．5 O．5 其一为新型无机半导体薄膜材料对硅，砷化镓 电子迁移率 等 硬”结构器件在高温、高频、高功率应用 (cm0／V ·s) 2000 I500 8500 的发展和补充；其二为有机半导体薄膜材料开 空穴迁移率 (cm ／V ·s) 21o0 400 拓出 “软 结构器件发展的新途径。这些新型 击穿电压(V／cm) 7X1 3×1o5 4×10 半导体薄膜材料的研究与发展、器件研制与应 用开发均已取得显著进展，而且其实际应用前 表2 l995～1997年世界金刚石薄膜市场预测 景十分看好。 (百万美元) 1 元素半导体薄膜材料 产 品 低预涮 高预测 1．1 金刚石薄膜 摩擦学 150 2000