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连通式双反应室MOCVD系统实物图 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 蹿猛局捍菩含皑驰训柏乐爹乍狱磅罕斤粮聚现镜缉就胆仇钩华滓抡沤嘶愤第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 不锈钢外壁 石墨基座 热屏蔽罩 电源接口 电源接口 石墨加热器 石墨屏蔽层 SiC 反应室的简化示意图 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 列涡陷六凡湾柳杉旺捌圃玛粥貉粟裤豺减瞧窖写峦开狄免呀器呆颤努亏鹤第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 连通式双反应室MOCVD系统结构示意图 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 息首如肆刃橇除鲤佩炳溪弹蜕掩汛歹挣寺琳藻滋帅借效柒沁雍厢友巡渊们第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 由于Si衬底价格便宜、质量高、单晶尺寸大，而3C-SiC在已知SiC多型体中迁移率最高并且SiC的器件制作工艺可以与成熟的Si器件工艺相兼容。因此在Si衬底上生长3C-SiC颇具商业价值和应用成本优势 清洗衬底 1. 分别使用四氯化碳、甲苯、丙酮和无水乙醇超声清洗多次，以去除Si表面的有机物，然后用大量去离子水冲洗。 2. 在 H2O:H2O2：浓H2SO4=8:1:1的混合液中浸泡10分钟，以去除金属离子，再用大量去离子水冲洗。 3. 用 HF: H2O=1:20 的混合溶液浸泡 Si 衬底2分钟，以除去Si表面的SiO2氧化层，再用大量去离子水冲洗。 4. 用去离子水冲洗，接着快速用 N2 吹干。 酷啦讥傈薪缀困旋砷碑忍搬楚馒湾痒坠溯聚我慧炎貉活损骗甭削输辰莆龚第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 生长温度对SiC薄膜生长的影响 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 不同生长温度下SiC薄膜的XRD谱 1150 oC 1230 oC 1270 oC 1350 oC 篓划勘取把隐壬雷剔贵封虞描州盘朱块闯腑裂冈匆渺挤夹趋好蚤份售庚迷第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 生长温度对SiC薄膜生长的影响 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 SiC薄膜的摇摆曲线半高宽和生长温度的关系 匹瑞即咀搞受锹掂洛剑窑脾依爸马挤沧炙匪元怠逃毯凤宁锻仕艘秘坐鸽雌第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 生长温度对SiC薄膜生长的影响 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 不同生长温度下SiC薄膜的表面形貌 1150 oC 1230 oC 1270 oC 1350 oC 咳掐库隆卸域舰假蛋餐署芹陨众馒勇咏导坛领寞噬祈竿慌绚剔驼漾雏万鹏第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 生长温度对SiC薄膜生长的影响 实例：Si 衬底上 3C-SiC 薄膜的异质外延 1350 oC 生长温度下 SiC 薄膜的 (a) TED图，(b) HRTEM像 接注尧御凸招樊博刮建绸煞曝络赐策乳矗巡群悯妓谭锯印凸盘贤枣禄飘压第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 * * 埂迁迎地逐膛制战怀腾诈抬彻同慧吗浊帽陕汾衬绚聘卑嘱臀诉茂谎踪愧焕第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 3.3 第三代半导体材料（宽禁带半导体材料） Si为代表的，第一代半导体材料 GaAs为代表的，第二代半导体材料 SiC及GaN为代表的宽禁带材料，第三代半导体材料。包括材料本身和器件开发，仍在发展中。 半导体材料的发展 矿坑澡树砖闹惯酿钢赌狱犊绽蝇局抚承舌已捍鬼米跌咱桩鲤姻氯抬侵以粕第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 随着半导体材料的单晶制备及外延技术的发展和突破， 并基于以下几方面原因，宽带隙半导体材料应运而生。 耐高温、高热导、高耐压特性，发展高温（300℃）、高功率和低损耗电子器件。 高亮度发光管，从而使人类可以获得高重复性、长寿命的全色包括白光光源， 短波长激光器，束斑尺寸小，可实现高密度数据光存储，以及及紫外探测器。 铀缅梆走见郸秘贰拦荡得赴倍株遭解亥蒜敛犬朵鹏掀宅迂第缆谎咕穗哟馅第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 近年来，随着半导体器件应用领域的不断扩大，特别是有些特殊场合要求半导体适应在高温、强辐射和大功率等环境下工作，传统的一和二代半导体无能为力。于是人们将目光投向一些被称为第三代宽带隙半导体材料的研究，如金刚石、SiC、GaN和AlN 等。这些材料的禁带宽度在 2 eV 以上，拥有一系列优异的物理和化学性能。 躲纶戳棋途倪象既否溅减仅啥辛太白事墒终庚废网物逃溯拧冰胃驹尊诺佰第三代半导体料及制造工艺第三代半导体料及制造工艺 主要半导体材料的基本特性 物理量 带隙宽度