第三代半导体材料碳化硅发展历程及制备技术

第三代半导体材料主要包括氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等，其中碳化硅和氮化镓的结晶加工技术，在大规模生产上取得了显著成绩。此外，配合石墨烯、黑磷等新型二维材料的出现，以及氧化物半导体等全新材料的研发，也为第三代半导体的发展提供了可能。

下面简单介绍一下碳化硅的发展历程和制备技术：

发展历程：

1. 早期发展：碳化硅材料早在19世纪末便被发现，1907年，随着Ferdinand Braun发明了第一款无线电设备，铅硫矿晶体开始用于制作整流二极管，碳化硅也由此开始应用于电子器件。

2. 发展阶段：60年代以后，美国等开始对碳化硅材料进行深入研究，希望借此材料发展更先进的无线电设备。进入80、90年代，随着对碳化硅晶体生长技术的掌握，碳化硅的商业化生产开始实现。

3. 现代研究：21世纪以来，碳化硅应用于集成电路、功率电子等领域的研究进展迅速，取得了一系列突破性成果。

制备技术：

1. 气相沉积（CVD）法：气相沉积法是制备碳化硅的一种常见技术，通过高温下使气相中的材料在衬底上以单层或者多层的方式沉积成薄膜。

2. 物理气相沉积（PVD）法：物理气相沉积法通过物理方法（例如蒸发、溅射等）将物质从固态源转化为气态，然后在衬底上沉积生成薄膜或者多层膜。

3. 束外泻晶生长（PECVD）法：采用低温等离子体增强的气相沉积，主要是通过刷新反应气体并利用等离子体中的激发态粒子催化反应产生碳化硅膜，这样既能获得高质量的碳化硅膜，又能在低温下实现增长。

4. 分子束外延（MBE）法：这种方法属于超高真空技术，通过将元素原子束或分子束打到衬底上来生长晶体。

5. 液相外延生长（LPE）法：通过液相的碳化硅溶液，在高温高压的环境中，使衬底进行完美的外延生长。

目前，成本、效率和性能的问题是碳化硅材料制备中需要克服的主要难题。然而，随着科研技术的不断进步，这些问题有望得到解决，碳化硅材料在功率电子、射频、光电和其他领域的应用都有很大的发展空间。