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宽禁带半导体材料与器件应用新进展SiC-AlN-GaN材料与器件新进展报告者：杨勇主要内容几种主要半导体材料的物理属性宽禁带半导体材料新进展GaN-AlN-(4H)SiC新型光触发功率半导体器件未来展望几种主要半导体材料的物理属性（300K）宽禁带半导体材料新进展4H-SiC晶圆和外延材料的质量已经相当高，美国Cree公司能够提供商业化生产的100毫米零微管碳化硅基底，并且已经展示了高品质150毫米碳化硅基底。宽禁带半导体材料新进展

氮化铝(AlN)材料体单晶制备方法：物理气相传输法(PVT)发展动态：美国CrystalIS公司、俄罗斯N-Crystals公司在该领域处于领先地位,可以制备出直径为2inch(5.08cm)的体单晶2011年德国埃朗根一纽伦堡大学已利用AIN籽晶生长出直径为25mm、厚度为15mm的AIN体单晶美国北卡罗莱纳州立大学于2010年获得了直径为15mm高度为]5mm的无裂纹AIN晶圆．并于2011年利用AIN衬底外延生长了高质量的AlN、AlGaN薄膜阻碍因素：籽晶的选取（AlN、SiC、AlN/SiC）GaN材料新进展阻碍GaN材料发展的因素没有合适的单晶衬底材料位错密度太大无法实现p型轻掺杂氮化镓器件的衬底选择晶格失配率小的材料

硅、碳化硅和蓝宝石（其中碳化硅与氮化镓匹配得更好一些,二者的晶格失配仅有3.3%,而蓝宝石和氮化镓的晶格失配高达14.8%，此外,碳化硅的热导率比氮化镓高,对改善大功率器件的温度特性也大有好处）

因此，目前，选用SiC作为衬底生长GaN是许多研究者关注的一个方面。GaN–AlN–(4H)SiC新型光触发功率半导体器件基本结构图GaN–AlN–(4H)SiC新型光触发功率半导体器件Bandenergy(eV)GaN-AlN-SiC组态的稳定性Potentialenergy(Ha)1Ha=27.2eVGaN–AlN–(4H)SiC新型光触发功率半导体器件工作原理（发射极零偏压、集电极正偏压）

基区注入光脉冲时，载流子在能带之间跃迁，并导致电子空穴倍增，当基区中的光生电子向集电区移动时，空穴就会复合掉一小部分从发射极注入的电子，大多数未被复合的电子就到达集电极

随着光脉冲的断开，基区中载流子快速复合，PSD便处于关态，同时，异质pn结将承受很大的发射极、集电极电压。GaN–AlN–(4H)SiC新型光触发功率半导体器件电学特性未来展望

随着宽禁带半导体材料工艺技术的不断进步、成熟，新结构的功率半导体器件的应用越来越广泛。而GaN-AlN-4H-SiCOTPSD较好的开关特性、增益以及阻断特性表明由于GaN较短的载流子寿命和很好的光吸收效率（而这对高频率功率电子器件十分关键）和光吸收能力（这对减少激光成本非常重要）以及碳化硅

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