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1. 研究目的与意义(文献综述)
碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体,具有热导率高(比硅高2倍)、与gan晶格失配小(4%)等优势,非常适合用作新一代发光二极管(led)衬底材料、大功率电力电子材料等。采用碳化硅作衬底的led器件亮度更高、能耗更低、寿命更长、单位芯片面积更小,且在大功率led方面具有非常大的优势。此外,它还可以制造高耐压、大功率电力电子器件如肖特基二极管(sbd/jbs)、绝缘栅双极型晶体管(igbt)、晶闸管(gto)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)等,用于智能电网、太阳能并网、电动汽车等行业。与传统硅基功率电力电子器件相比,碳化硅基功率器件可以大大降低能耗,节约电力。碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作,相比于硅,碳化硅方案可以大量缩减冷却负担,实现系统的小型化和一体化。
总体上来看,碳化硅半导体完整产业链条包括 :碳化硅原料-晶锭-衬底-外延-芯片-器件-模块,如图 1所示。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容
为提高sic的电导率,本课题拟利用激光cvd法,采用卤化物前驱体sicl4,制备al掺杂的p型sic半导体材料。主要研究内容如下:
(1)利用激光cvd,采用卤化物前驱体sicl4和alcl3,制备sic本征半导体及al掺杂的p型sic半导体薄膜;
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,翻译相应英文论文。了解实验仪器、材料、表征及测试方法,设计实验方案,撰写开题报告。
第3-8周:按照实验方案进行,合成制备本征sic和al掺杂sic薄膜;
第9-18周:采用xrd、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜等方法表征材料的物相、显微结构、电导率等性能,总结实验数据,完成并修改毕业论文和答辩文件。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]pawel kwasnicki, roxana arvinte, hervé peyre, marcin zielinski, leszekkonczewicz, sylvie contreras, jean camassel, sandrine juillagu et. ramaninvestigation of heavily al doped 4h-sic layers grown by cvd[j]. materialsscience forum,2015,3564.
[2] takahashik, nishino s, saraie j . effect of al doping on low-temperature epitaxy of3c-sic/si by chemical vapor deposition using hexamethyldisilane as a sourcematerial[j]. applied physics letters, 1992, 61(17):2081.
[3] contrerass, konczewicz l, arvinte r, et al. electrical transport properties of p-type4h-sic[j]. physica status solidi (a), 2017, 214(4):1600679.
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