什么是宽带隙半导体?

带隙

电子和空穴从价带跃迁至导带所需的能量即称为带隙。硅(Si)的带隙为1.12eV(电子伏特)。具有较大值的半导体即称为宽带隙半导体。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)都是宽带隙半导体。

典型半导体材料的物理特性常数如下表所示。

由于宽带隙半导体的晶格常数较小,因此原子之间的键合强度变强。这意味着高介电击穿强度和导热系数。

4H-SiC的带隙为3.26eV,介电击穿强度为2.8×106,与Si的3×105相比,这是一个非常大的值。

Si和主要宽带隙半导体的物理特性常数

特性 单位 Si 4H-SiC 6H-SiC 3C-SiC GaN GaAs 金刚石
带隙 eV 1.12 3.26 3.02 2.23 3.39 1.43 5.47
电子迁移率μe cm2/Vs 1400 1000/1200 450/100 1000 900 8500 2200
空穴迁移率μh 600 120 100 50 150 400 1600
介电击穿强度Ec V/cm 3.0×105 2.8×106 3.0×106 1.5×106 3.3×106 4.0×105 1.0×107
导热系数λ W/cmK 1.5 4.9 4.9 4.9 2.0 0.5 20
饱和电子漂移速度Vsat cm/s 1.0×107 2.2×107 1.9×107 2.7×107 2.7x107 2.0×107 2.7×107
相对介电常数ε   11.8 9.7/10.2 9.7/10.2 9.7 9.0 12.8 5.5

产品

在新窗口打开