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    金剛石在半導體領域的應用

    編輯:huifeng瀏覽:191 發布日期:2021-11-23


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    金剛石的“高貴”

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    說起“Diamond”給人第一印象是什么?

    無疑是高貴優雅,晶瑩剔透,尤其對于女性來說鉆石是充滿誘惑的,正如1948年戴比爾斯經典廣告所宣傳“The diamond is forever”,又有誰不會注意到鉆石的閃光呢。

    QQ圖片20211109160518.png

    圖1 金剛石的光彩奪目


    金剛石的“閃光點”


    金剛石被認為世界上最堅硬的物質,這就賦予了其在工業領域中重要地位,例如用于切割、研磨等。同樣,在新型應用領域,金剛石依然十分優秀,在高頻大功率器件、光學窗口、高能粒子探測器、量子信息、生物傳感器等領域具有巨大的應用潛力。尤其隨著微電子行業的發展,在經歷了第一代半導體材料鍺、硅,第二代半導體材料InP、GaAs,第三代半導體材料SiC、GaN之后,人們逐漸將目光聚焦到具有更大禁帶寬度的氧化鎵、金剛石、氮化鋁等超寬禁帶半導體材料上,金剛石半在導體器件領域綻放光芒。


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    金剛石憑什么那么強大

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    金剛石是一種超寬禁帶半導體材料,其禁帶寬度為5.5 eV,比GaN、SiC等寬禁帶半導體材料還要大。如下表所示,金剛石禁帶寬度是Si的5倍;載流子遷移率也是Si材料的3倍,理論上金剛石的載流子遷移率比現有的寬禁帶半導體材料(GaN、SiC)也要高2倍以上,同時,金剛石在室溫下有極低的本征載流子濃度。并且,除了最高硬度以外,金剛石還具有半導體材料中最高的熱導率, 為AlN的7.5倍,因此金剛石也被業界稱為“終極半導體”材料。在高頻、高功率、高溫電子器件,核輻射探測器、光電器件、微機電系統(MEMS)等領域表現出巨大的應用潛力。正是這些閃光點,讓它在眾多半導體器件材料中脫穎而出。


    因此,金剛石是一種極具魅力的納米微機電系統材料,在半導體領域具有極其重要的地位。



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