幾種新型半導(dǎo)體發(fā)光材料的研究進(jìn)展精

1、幾種新型半導(dǎo)體發(fā)光材料的研究進(jìn)展摘要：概述了三種新型半導(dǎo)體發(fā)光材料氮化錢、碳化硅、氧化鋅各自的特性,評(píng)述了它們?cè)诠虘B(tài)照明中的使用情況，及其研究現(xiàn)狀，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展方向做出了預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞：LED發(fā)光二極管；發(fā)光材料；ZnQSiC,GaN1引言在信息技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中，以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)制作的各種各樣的器件，在人們的生活中幾乎無(wú)所不及，不斷地改變著人們的生活方式、思維方式，提高了人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)了人類社會(huì)的文明進(jìn)步。它們可用作信息傳輸，信息存儲(chǔ)，信息探測(cè)，激光與光學(xué)顯示，各種控制等等。半導(dǎo)體照明是一種基于半導(dǎo)體發(fā)光二極管新型光源的固態(tài)照明，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一，已經(jīng)成為人類照

2、明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍。固態(tài)照明是一種新型的照明技術(shù)，它具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、安全低電壓、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展固態(tài)照明產(chǎn)業(yè)可以大規(guī)模節(jié)約能源，對(duì)有效地保護(hù)環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新材料的開發(fā)是重中之重。發(fā)光材料因其優(yōu)越的物理性能、必需的重要應(yīng)用及遠(yuǎn)大的發(fā)展前景而在材料行業(yè)中備受關(guān)注。本文綜述了近幾年來(lái)對(duì)ZnQSiC,GaNE種新型半導(dǎo)體發(fā)光材料的研究進(jìn)展。2幾種新型半導(dǎo)體發(fā)光材料的特征及發(fā)展現(xiàn)狀在半導(dǎo)體的發(fā)展歷史上，1990年代之前，作為第一代的半導(dǎo)體材料以硅(包括錯(cuò))材料為主元素半導(dǎo)體占統(tǒng)治地位.但隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，以

3、神化錢(GaA§為代表的第二代化合物半導(dǎo)體材料顯示了其巨大的優(yōu)越性.而以氮化物(包括SiC、ZnO等寬禁帶半導(dǎo)體)為第三代半導(dǎo)體材料，由于其優(yōu)越的發(fā)光特征正成為最重要的半導(dǎo)體材料之一.以下對(duì)幾種很有發(fā)展前景的新型發(fā)光材料做簡(jiǎn)要介紹.2.1 氮化錢(GaN)2.1.1 氮化錢的一般特征GaN是一種寬禁帶半導(dǎo)體(Eg=3.4ev),自由激子束縛能為25mev,具有寬的直接帶隙，田族氮化物半導(dǎo)體InN、GaN和AIN的能帶都是直接躍遷型，在性質(zhì)上相互接近，它們的三元合金的帶隙可以從1.9eV連續(xù)變化到6.2eV,這相應(yīng)于覆蓋光譜中整個(gè)可見光及遠(yuǎn)紫外光范圍.實(shí)際上還沒有一種其他材料體系具有如

4、此寬的和連續(xù)可調(diào)的直接帶隙.GaN1優(yōu)良的光電子材料，可以實(shí)現(xiàn)從紅外到紫外全可見光范圍的光發(fā)射和紅、黃、藍(lán)三原色具備的全光固體顯示，強(qiáng)的原子鍵，高的熱導(dǎo)率和強(qiáng)的抗輻射能力，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個(gè)數(shù)量級(jí).GaNft有較高白電離度，在田-V的化合物中是最高的(0.5或0.43).在大氣壓下，GaNH股是六方名f鋅礦結(jié)構(gòu).它的一個(gè)原胞中有4個(gè)原子，原子體積大約為GaAS勺一半.GaN極穩(wěn)定的化合物，又是堅(jiān)硬的高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)約為1700七.文獻(xiàn)列出了纖鋅礦Ga麗閃鋅礦GaN勺特性比較：纖鋅礦GaN的特性(W)閃鋅礦GaN的特性(Z)帶隙能量Eg(300k)=3.39eVEg(6k6k)=3.

5、50eVEg(300k)=330土0.02eVEg(300k)=3.2eV帶隙溫度系數(shù)dEg/(dT)=-6.0X10-4eV/k帶隙壓力系數(shù)(T=300k)dEg/(dP)=4.2x10-3eV/kbar品格常數(shù)a=0.3189nma=0.5185nma=0.452nm4.55nma=0.454nma=0.4531nma=0.45nma=0.452nm土0.05nmGaN室溫禁帶寬度為3.4eV，是優(yōu)良的短波長(zhǎng)光電子材料，其發(fā)光特性一般是在低溫(2K、12K、15K或77K)下獲得的，文獻(xiàn)較早地報(bào)道了低溫下纖鋅礦結(jié)構(gòu)GaN的熒光(PL)譜,文獻(xiàn)報(bào)道了閃鋅礦結(jié)構(gòu)GaN的陰極熒光光譜。通過(guò)在低溫

6、(2K)下對(duì)高質(zhì)量的GaN材料進(jìn)行光譜分析，觀察到A、B、C三種激子，它們分別位于(3.474±0.002)eV、(3.480±0.002)eV和(3.490±0.002)eVGaN勺光學(xué)特性，可在藍(lán)光和紫光發(fā)射器件上應(yīng)用.作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，GaN夠激發(fā)藍(lán)光的獨(dú)特物理和光電屬性使其成為化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域最熱的研究領(lǐng)域，近年來(lái)在研發(fā)和商用器件方面的快速發(fā)展更是使得GaNS相關(guān)產(chǎn)業(yè)充滿活力。當(dāng)前,GaN基的近紫外、藍(lán)光、綠光發(fā)光二極管已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，激光器和光探測(cè)器的研究也方興未艾。2.1.2 氮化錢研究的發(fā)展現(xiàn)狀阻礙GaN研究的主要困難之一是缺乏晶格及熱脹系數(shù)匹配

7、的襯底材料.SiC與GaN晶格匹配較好，失配率僅為3.5%,但SiC價(jià)格昂貴.藍(lán)寶石與GaN有14%的品格失配，但價(jià)格比SiC便宜,而且通過(guò)在其上面生長(zhǎng)過(guò)渡層也能獲得高質(zhì)量的GaN薄膜，因而藍(lán)寶石是氮化鐵基材料外延中普遍采用的一種襯底材料，因?yàn)槠淠蜔?、透明、可大面積獲得，并具有與GaN相似的晶體結(jié)構(gòu).一般都選用c面-(0001)作為襯底，但藍(lán)寶石與GaN的失配率仍較高，難以獲得高質(zhì)量的GaNW膜.對(duì)于GaN料，雖然長(zhǎng)期以來(lái)襯底單晶沒有解決，異質(zhì)外延缺陷密度相當(dāng)高，但是器件水平已可實(shí)用化。第一個(gè)基于GaN的LED是20世紀(jì)70年代由Pankove等人研制的，具結(jié)構(gòu)為金屬-半導(dǎo)體接觸型器件.在提高

8、了GaN外延層質(zhì)量和獲得了高濃度p型GaN之后,Amano等首先實(shí)現(xiàn)了GaNpn結(jié)藍(lán)色發(fā)光管.其后Nakamura等在進(jìn)一步提高材料質(zhì)量，特別是大大提高了p型GaN的空穴濃度后，報(bào)告了性能更佳的GaNpn結(jié)藍(lán)色發(fā)光管，其外量子效率達(dá)0.18%.隨著1993年GaN料的P型摻雜突破，GaNS材料成為藍(lán)綠光發(fā)光材料的研究熱點(diǎn).199吐,Nakamura開發(fā)出第一個(gè)藍(lán)色I(xiàn)nGaNPAlGaN雙異質(zhì)結(jié)(DH)LED.1995年及其后兩年，Nakamura等人又實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色、綠色、琥珀色、紫色以及紫外光InGaN量子阱LED，把藍(lán)綠光氮化錢基發(fā)光管的發(fā)光效率提高到10%左右，亮度超過(guò)10個(gè)燭光，壽命超過(guò)1

9、00000h.1995年日亞化學(xué)所制成Zcd藍(lán)光(450nmLED,綠光12cd(520nmLED);日本199孫制定一個(gè)采用寬禁帶氮化物材料開發(fā)LED7年規(guī)劃，其目標(biāo)是到200研研制密封在熒光管內(nèi)、并能發(fā)出白色光的高能量紫外光LED這種白色LED勺功耗僅為白熾燈的1/8,是熒光燈的1/2,其壽命是傳統(tǒng)熒光燈的50音100倍。這證明GaNt料的研制工作已取相當(dāng)成功，并進(jìn)入了實(shí)用化段.InGaN系混晶的生成，InGaN/AlGaN雙質(zhì)結(jié)LEDInGaN#量子阱LEDInGaN量子阱LED?相繼開發(fā)成功.6cd的InGaN-SQW-LED亮度純綠茶色、2cd高亮度藍(lán)色LELE制作出來(lái)，今后，與Al

10、GaRAlGaAs系紅色LED&合形成亮亮度全色顯示就可實(shí)現(xiàn).這樣三原色混成的白色光光源也打開新的應(yīng)用領(lǐng)域，以高可靠、長(zhǎng)壽命LEDfe特征的時(shí)代就會(huì)到來(lái)。日光燈將會(huì)被LE所替代。LED等成為主導(dǎo)產(chǎn)品，Ga用體管也將隨材料生長(zhǎng)和器件工藝的發(fā)展而迅猛發(fā)展，成為新一代大功率器件.目前,GaNS藍(lán)綠光發(fā)光二極管己商品化，GaNSLDfi有商品出售，最大輸出功率為0.5W.GaNLED勺應(yīng)用非常普遍，在交通信號(hào)燈里、彩色視頻廣告牌上、甚至閃光燈里都可能會(huì)見到它的身影。GaNLED勺成功不僅僅引發(fā)了光電行業(yè)中的革命。它還幫助人們投入更多的資金和注意力來(lái)發(fā)展大功率高頻率Ga用體管。以GaNS半導(dǎo)體材

11、料為基礎(chǔ)所發(fā)展起來(lái)的固態(tài)白光照明技術(shù)有希望發(fā)展成為未來(lái)照明的主題技術(shù)，根據(jù)已有發(fā)展計(jì)劃，有能在202妙前取代白紙等和白熾燈，比較固態(tài)照明技術(shù)對(duì)節(jié)環(huán)保、改善照明等具有重要意義，并將會(huì)形成500億美元產(chǎn)值的巨大新興產(chǎn)業(yè)。但在目前的技術(shù)水平下，獲得一定尺寸和厚度的實(shí)用化的GaN體單晶十分困難，并且價(jià)格昂貴.GaN單晶至今未形成大規(guī)模商品化，缺乏合適的襯底材料，藍(lán)寶石也不是理想的襯底材料，其次是突破p型摻雜優(yōu)化，目前實(shí)現(xiàn)的Mg摻雜工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，難以操作.這些問題影響了GaN電子器件和光電器件的進(jìn)一步研究開發(fā)，是國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)相研究的焦點(diǎn)問題.目前的主流制作Ga船晶方法是MOCVD.因此，尋找和選擇最適

12、合的GaN勺襯底材料一直是國(guó)際研究的主要熱點(diǎn)之一.專家們預(yù)計(jì)，GaNSLELM功率晶體管、藍(lán)色激光器，一旦在襯底等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將會(huì)長(zhǎng)驅(qū)直入。2.2 氧化鋅(ZnO)2.2.1 氧化鋅的一般特征ZnO作為一種寬帶隙半導(dǎo)體材料，室溫禁帶寬度為3.37ev,自由激子束縛能為60mev.ZnCM有鉛鋅礦結(jié)構(gòu),a=0.32533nm,c=0.52073nm,z=2，空間群為C46V-P63mc,ZiK照六方緊密堆積，每個(gè)Zn2+周圍有4個(gè)氧原子，構(gòu)成Zn-O4四面體，四面體之間以頂角相互連結(jié)，四面體的1個(gè)面與+c(0001)面平行，見圖4a2個(gè)氧原子層的中間，而是偏靠近Zn2+在c

13、軸方向的分布是不對(duì)稱的，它不是位于于+c方向，見圖4b口咒£2遇僮心圖圖圖-O*力1圖4ZnO晶體結(jié)構(gòu)(a) c,p,p'面之間的晶向關(guān)系和Zn-O4四面體(b) Zn-O4四面體在(1010)的Zn2+晶向(Zn與O原子在c軸方向的分布是不對(duì)稱的).氧化鋅的結(jié)晶形態(tài)為六方單錐類，對(duì)稱型為L(zhǎng)6P,L6為z軸，顯露晶面為六方單錐，六方柱，單面，見圖5所示.圖5ZnO晶體理論上的極性生長(zhǎng)形態(tài)ZnO是一種優(yōu)良的多功能材料.作為壓電材料的ZnCE敏陶瓷，因其優(yōu)良的非線性導(dǎo)電特性、大電流和高能量承受能力等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于抑制電力系統(tǒng)雷過(guò)電壓和操作過(guò)電壓，抑制電磁脈沖和噪音，防止靜電放

14、電等方面.ZnO單晶在可見光透過(guò)率達(dá)到90%，在室溫下（或低溫下）ZnO及納米ZnO光致發(fā)光譜（PL）普遍存在2個(gè)較寬的發(fā)光帶，在520nm附近的寬綠色發(fā)光帶和在380nm附近一系列施主束縛激子峰的紫色發(fā)光帶：11.綠色發(fā)光帶有時(shí)也存在豐富的結(jié)構(gòu)”.關(guān)于綠色發(fā)光帶一般被認(rèn)為是雜質(zhì)或缺陷態(tài)（O空缺、Zn填隙）的發(fā)光，但是相關(guān)機(jī)理還有待進(jìn)一步研究.文獻(xiàn)”報(bào)道目前常在制備時(shí)添加一些有效物質(zhì)，通過(guò)不同制備方法和條件處理，使ZnO表面吸附或包裹上一層“外衣”，以改善其無(wú)規(guī)則的表面層，鈍化表面以減少缺陷及懸鍵，可有效提高其可見光或紫外發(fā)射強(qiáng)度（達(dá)一個(gè)量級(jí)以上）,通常,ZnO表面有吸附物質(zhì)（如反應(yīng)副產(chǎn)品，溶

15、劑分子，溶解的氣體等）,使其表面產(chǎn)生大量缺陷態(tài)及懸鍵，淬滅光發(fā)射，影響ZnO的光學(xué)、電學(xué)等方面的性質(zhì)，因此這種處理能有效改善ZnO的表面態(tài).自室溫下激光激發(fā)ZnO納米微晶膜觀測(cè)到紫外激光發(fā)射行為以來(lái)，ZnO的激光發(fā)射一直是研究的熱點(diǎn)，ZnO的藍(lán)帶，特別是近紫外激光發(fā)射特征，以及相當(dāng)高的激子結(jié)合能（60meV）和增益系數(shù)（300cm-1），使其成為重要而優(yōu)異的藍(lán)、紫外半導(dǎo)體激光材料.ZnO乍為透明電極和窗口材料而被用于太陽(yáng)能電池，且因其輻射損傷小，特別適合在太空中使用。此外，ZnOS是制造聲表面波（體波）器件的理想材料.ZnO是一致熔融化合物，熔點(diǎn)高達(dá)2248K.并且在高溫下ZnO勺揮發(fā)性很強(qiáng)，

16、到1773KB會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的升華現(xiàn)象，因此晶體的生長(zhǎng)較為困難。2.2.2 氧化鋅研究的發(fā)展現(xiàn)狀早在20tt紀(jì)6蜂代，人們就開始研究Zn"單晶的生長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于ZnO勺研究一直是近幾年半導(dǎo)體材料研究的熱點(diǎn)，無(wú)論是薄膜ZnO納米ZnO£是體單晶ZnO,文獻(xiàn)口旬很好地總結(jié)了2003年之前的國(guó)外Zn（®體的研究與發(fā)展?fàn)顩r。隨著高質(zhì)量、大尺寸單晶ZnO生產(chǎn)已經(jīng)成為可能，單晶ZnO通過(guò)加工可以作為GaN襯底材料.ZnO與GaN的晶體結(jié)構(gòu)、晶格常量都很相似，品格失配度只有2.2%（沿001方向）、熱膨脹系數(shù)差異小，可以解決目前GaN生長(zhǎng)困難的難題.GaN作為目前主要的藍(lán)、紫外發(fā)光

17、半導(dǎo)體材料，在DVD播放器中有重要的應(yīng)用，由于世界上能生產(chǎn)ZnO單晶的國(guó)家不多，主要是美國(guó)、日本，所以ZnO單晶生產(chǎn)具有巨大的市場(chǎng)潛力.近年來(lái),材料制備技術(shù)的突破，納米Zn»導(dǎo)體的制備、性能及其應(yīng)用成為材料學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn).隨著光電技術(shù)的進(jìn)步，ZnO乍為第三代半導(dǎo)體以及新一代藍(lán)、紫光材料，引起了人們的廣泛關(guān)注，特別是叫摻雜技術(shù)的突破，凸顯了ZnOS半導(dǎo)體照明工程中的重要位.尤其是與GaN目比,ZnO具有很高的激子結(jié)合能（60meV）,遠(yuǎn)大于GaN(21meV)激子結(jié)合能，具有較低的光致發(fā)光和受激輻射閾值15。本征ZnO一種n型半導(dǎo)體，必須通過(guò)受主摻雜才能實(shí)現(xiàn)p型轉(zhuǎn)變，但是由于氧化鋅中

18、存在較多本征施主缺陷，對(duì)受主摻雜產(chǎn)生自補(bǔ)償作用，并且受主雜質(zhì)固溶度很低，因此,p型ZnO勺研究已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。最近，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所采用常壓超聲噴霧熱解法、通過(guò)氮和鈿共摻雜，成功地制備出p型ZnOI膜，其電學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際上的最好水平(電阻率降低了2個(gè)數(shù)量級(jí)，霍爾遷移率提高了2-3個(gè)數(shù)量級(jí))。在此基礎(chǔ)上，又制備出具有p-ZnO/n-ZnO雙層結(jié)構(gòu)的ZnCH質(zhì)p-n結(jié)。這些研究成果對(duì)于試制新型氧化鋅短波長(zhǎng)發(fā)光器件、深入研究ZnM膜晶體生長(zhǎng)和摻雜機(jī)理、拓寬氧化鋅薄膜應(yīng)用領(lǐng)域等方面具有重要意義.從2005年6月，國(guó)家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心(桂林)采用溫差水熱法在大直徑的高壓

19、釜中生長(zhǎng)出了15.0mmx15.6mmX6.1mm白ZnO體，晶體透明，顏色為淺黃綠，晶體呈六邊形厚板狀.這是我國(guó)在ZnO體研究方面取得的最新進(jìn)展。對(duì)于國(guó)外，日本、美國(guó)和俄羅斯目前均有50.8mmZn訴片出售.2005年1月，日本率先研制成功基于氧化鋅同質(zhì)PN吉的電致發(fā)光LED,這種氧化鋅藍(lán)色發(fā)光管同現(xiàn)有的GaN"品相比，預(yù)計(jì)亮度將是10倍而價(jià)格和能耗則只有1/10。2.3碳化硅(SiC)2.3.1 碳化硅的一般特征SiC是寬帶隙半導(dǎo)體，室溫下帶隙為2.2eV(3C-SiC)3.3eV(4H-SiC)3.023eV(6H-SiC)16.通過(guò)對(duì)具有相對(duì)最小帶隙的3C2SiC(214eV

20、)直至具有最大帶隙的2H2SiC(3135eV)的能帶結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，它們所有的價(jià)帶-導(dǎo)帶躍遷都有聲子參與也就是說(shuō)這些類型的SiC半導(dǎo)體都是間接帶隙半導(dǎo)體17.根據(jù)沿c軸方向Si-C雙原子層堆垛順序的不同，SiC的晶體結(jié)構(gòu)可以分為包括立方(3C),六方(2H、4H6H、)以及菱方(15R、21R)等等的200多種.它們?cè)谀芰可虾芙咏Y(jié)構(gòu)上由六角雙層的不同堆積形成.最常見的形式是3c(閃鋅礦結(jié)構(gòu)ZB).目前器件上用得最多的是3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC.圖1(a)、(b)、(c)是它們?cè)诮孛嫔瞎韬吞荚拥呐帕惺疽鈭D18。IIC相6giC圖1SiC晶體結(jié)構(gòu)示意圖(a)3C-SiC晶體

21、結(jié)構(gòu)示意圖，其中每個(gè)品位都是等價(jià)的(k代表立方對(duì)稱性)；(b)4H-SiC晶體結(jié)構(gòu)示意圖,其中一半的品位具有立方對(duì)稱性(k),另一半具有六方對(duì)稱(h)；(c)6H-SiC晶體結(jié)構(gòu)示意圖，其中三分之二的品位具有立方對(duì)稱性(k1,k2),另三分之一具有六方對(duì)稱性(h)在SiC晶格中，以四面體形式鍵合在一起的Si-C雙原子層可以占據(jù)品格中A、B、C三個(gè)可能位置白任何一個(gè)。ABCE種位置排列的多種可能性導(dǎo)致了具有不同堆垛周期性從而具有不同品格對(duì)稱性的SiC晶體結(jié)構(gòu)。在考慮實(shí)際雜質(zhì)的摻入以及電子輸運(yùn)性質(zhì)時(shí)，晶格整體對(duì)稱性的影響是很重要的。對(duì)各種晶體結(jié)構(gòu)的SiC的硅原子或碳原子來(lái)說(shuō)，它們的第一近鄰是完全一

22、樣的，但其第二近鄰和第三近鄰卻有不同的配位結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了不等價(jià)品位的產(chǎn)生。帶間的光吸收使不同類型的SiC具有其特征顏色，如6H-SiC呈綠色，4H-SiC呈黃綠色，這些類型的SiC都具有單軸對(duì)稱性19,它們所呈現(xiàn)的各種不同顏色，是從導(dǎo)帶底到其它能量較高的空能級(jí)間的電子躍遷造成的.未摻雜的3C-SiC呈淺黃色，摻雜的3C-SiC呈黃綠色，這種顏色變化是由于自由載流子帶內(nèi)優(yōu)先吸收紅光而造成的.碳化硅獨(dú)有的力學(xué)，光學(xué)，電學(xué)，和熱屬性使它在各種技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用.SiC是目前發(fā)展最為成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料，它有效的發(fā)光來(lái)源于通過(guò)雜質(zhì)能級(jí)的間接復(fù)合過(guò)程.因此，摻入不同的雜質(zhì)，可改變發(fā)光波長(zhǎng)，其范圍覆蓋

23、了從紅到紫的各種色光.實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)SiC與氮化物可形成一種穩(wěn)定單晶結(jié)構(gòu)的固溶體，品格常數(shù)與6H-SiC基本匹配，當(dāng)組分x達(dá)到一定值時(shí)，將發(fā)生間接帶隙向直接帶隙的轉(zhuǎn)變.一旦變成直接帶隙，其發(fā)光性能將大幅變化，在短波長(zhǎng)發(fā)光和超高亮度二極管方面有巨大的應(yīng)用潛力.同時(shí)SiC具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點(diǎn)，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料.2.3.2 碳化硅研究的發(fā)展現(xiàn)狀SiC藍(lán)光LE此唯一商品化的SiC器件，各種SiC多型體的LED1蓋整個(gè)可見光和近紫外光區(qū)域.6H-SiC純綠光(530nm)的LEDS過(guò)注入Al或液相外延得到20，藍(lán)光二極管是N-Al雜質(zhì)對(duì)復(fù)合發(fā)光,4H-SiC藍(lán)光二極管是N-B雜質(zhì)對(duì)復(fù)合發(fā)光.美國(guó)Cree公司是最早研究和生產(chǎn)SiC晶體和晶片的公司，其研制的藍(lán)光LEDS光中心為470nm,發(fā)光功率達(dá)到18微瓦.他們?cè)?997年到1998年之間就可以生產(chǎn)2到3英寸的SiC晶片。該公司后來(lái)同日本著名的日亞化學(xué)公司合作生產(chǎn)藍(lán)光和紫光LE端件。最近幾年，歐盟和