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半导体材料石墨烯和SiC与GaN的详细介绍
梅利号
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十年前，我刚毕业进入方正，当年我们的定位是SiGe，工号100以内的人曾经的邮箱后缀都是@sige.cn，好高大上，虽然后来还是顺应潮流走了Si工艺（现在已是6寸的佼佼者）。实际上SiGe只是实验室里的花瓶，虽然不如他但是却很成熟的有GaAs，比它牛的材料有SiC，所以注定了SiGe不会商业化，我在学校的时候也只是看到24研究所有研究过。好吧，再回来聊我们的半导体材料，世界上最早的半导体材料是Ge，后来才是Si，主要是便宜因为原材料是沙子取之不竭用之不尽，所以硅/Si一直统治了半导体领域大半个世纪。但是随着摩尔定律的驱策，我们已经走到了原子级导致了很多击穿以及漏电等技术难题，所以到了10nm以下将迎来Si时代的终结，至于是不是IBM研发的石墨烯7nm晶体管我们还是期待吧，说不定我们tsmc能够延续Si-7nm呢。在讲新材料之前我们还是把理论铺垫一下，不然后面讲解就纯属无稽之谈了。半导体材料的选择无非就是两个因素：一是载流子迁移率µ（Carrier Mobility），二是禁带宽度Eg （台湾称“带隙”， Forbidden band）。而迁移率与电场、载流子质量、材料晶格密度（碰撞散射）相关，这个没什么理论，但是禁带宽度就要好好讲讲了，教科书里的理论是价带低与导带顶之间就是禁带，而禁带宽度越小则电子容易从价带跃迁到导带形成自由电子-空穴对（Electron-Hole pair）参与导电，当然这也就是我们讲的雪崩击穿或漏电的产生机理。
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