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碳化硅单晶的结构和性质

碳化硅单晶的结构和性质

发布日期:2020-03-17 00:00 来源: 点击:

SiC晶体结构具有同质多型的特点,其基本结构是Si-C四面体结构,它是由四个Si原子形成的四面体包围一个碳原子组成,按相同的方式一个Si原子也被四个碳原子的四面体包围,属于密堆积结构。SiC多型晶体的晶格常数a可以看作常数,而晶格常数c不同,并由此构成了数目很多的SiC同质多型体。若把这些多型体看作是由六方密堆积的Si层组成,紧靠着Si原子有一层碳原子存在,在密排面上Si-C双原子层有三种不同的堆垛位置,称为A、B和C。由于Si-C双原子层的堆垛顺序不同,就会形成不同结构的SiC晶体。如图5所示:ABC…堆积形成3C-SiC结构;ABAC…堆积形成4H-SiC结构;ABCACB…堆积形成6H-SiC结构。这些晶型属于三种基本的结晶学类型:立方(C)、六方(H)和菱形(R),目前已被证实的SiC多形体已超过200种,其中较为常见的有3C、4H、6H和15R等。

这些多型的SiC晶体虽然具有相同的化学成分,但是它们的物理性质,尤其是带隙、载流子迁移率、击穿电压等半导体特性有很大的差别。目前,4H-SiC应用较广,广泛应用于单晶定向电力电子器件和微波功率器件。


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