译者序半导体科学与技术引发了现代科技许多领域革命性的变革和进步，是计算机、通信和网络技术的基础和核心，已经成为与国民经济发展、社会进步及国家安全密切相关的、重要的科学技术。半导体科技与人们的日常生活息息相关，在产生巨大经济效益的同时，大大提高了人们的生活质量。从20世纪50年代发展起来的集成电路综合了电子、信息、材料、物理、化学和数学等各门学科的精髓，它的发展速度非常惊人！促使信息、通信和计算机领域发生巨大变革，已经成为一个国家科学技术的“基石”。以SiC、GaN和ZnO为代表的第三代宽带隙半导体材料与器件，是发展大功率、高频高温、抗强辐射、蓝光激光器和紫外探测器等技术的核心。由于众所周知的优良材料特性，使第三代半导体技术，包括材料生长与外延、器件设计及工艺、系统封装和可靠性等研究成为近几年半导体研究领域的热点。SiC具有高热导率、高电子饱和速度和大的临界击穿电场，是电力电子（或功率半导体）领域Si材料的首选“继承者”；GaN材料具有的极化效应，高的禁带宽度（≥3?4
eV）、高的电子饱和速度（2?2×107cms）和大的临界击穿电场（≥3MVcm），是军用微波信号放大系统的核心。这是一本系统介绍碳化硅半导体材料及器件的专著。碳化硅属于第三代半导体材料的代表，是宽禁带半导体研究最广泛的材料之一，也是最早被发现的半导体材料，由于其优越的性能，使其能满足高温、大电流、高频及强辐射环境应用。本书的内容主要来自World
Scientific Publishing Co? Pte? Ltd出版的系列专著之一SiC Materials and
Devices，主编为：Michael Shur: Rensselaer polytechnic Institute, USA;
Sergey Rumyantsev: Rensselaer Polytechnic Institute, USA loffe
Institute of the Russian Academy of Science, Russia 和Michael
Levinshtein: loffe Institute of the Russian Academy of Sciences,
Russia。原著为两卷，翻译时合并为一。原书第Ⅰ卷为本书的第1～第8章，第Ⅱ卷为本书的第9～第12章。本书是一本具有广泛参考意义的专著，结合基础理论和碳化硅关键工艺技术，讲述了宽禁带半导体材料与器件所涉及的基本技术问题和常用器件结构，适合于从事碳化硅半导体材料及器件研究的技术人员、科研工作者研读，也可作为高等学校电子科学与技术、微电子学，集成电路设计等学者专业的高年级本科生教材和研究生相关教学用书。对于从事其他宽禁带半导体材料及器件研究工作的人员，本书也具有借鉴意义。由于国际上（包括国内）关于此类专著很少，很多从事碳化硅（包括其他宽带隙半导体材料与器件）的学者强烈建议国内出版或编译国际上关于此方面的优秀教材，本书就是给从事碳化硅材料，尤其是器件方面的学者、技术人员或研究生提供的一个很好的参考。本书的另一个特点是针对每种器件结构，分别提供了上百篇国际重要期刊和会议的参考文献，是碳化硅材料及器件研究至今最具有代表性的成果。参加本书编译的人员怀着研修、学心的心情，严谨、认真的态度尽量准确把握作者原意的原则翻译。参与编译的人员包括：杨银堂教授（第3、第6、第8和第12章）；段宝兴副教授（第4、第5和第10章）；贾护军副教授（第7、第9和第11章）；刘莉老师（第1和第2章）。另外耿振海、余岑、赵光炜、崔培水、成涛、李泳锦等同志也参加了部分内容的翻译和文字工作，译者对他（她）们表示感谢。从本书的策划、翻译到最后完稿付梓，电子工业出版社给予了很多支持和帮助，特别感谢贵社的陈晓莉编审对本书所做的大量工作。由于译者水平有限，加之时间紧迫，不妥或错误之处在所难免，请读者指正。译者西安电子科技大学
自从1907年Captain H. J.
Round通过在金属探针和SiC晶体之间施加偏压发现黄光和蓝光发射现象以后，就开始了SiC技术的相关研究。1923年，俄罗斯科学家Oleg
Losev发现了SiC材料的两种发光机制，即我们现在称为“预穿前”导致的发光和场致发光。研究人员在半个多世纪前就已经认识到了SiC技术在半导体器件方面的应用潜力。SiC材料特性中最具吸引力的方面包括：
● 宽带隙，不同聚合物可以高达（3~3?3）eV ● 高的雪崩临界击穿电场，（2?5~5）MVcm ●
高热导率，（3~4?9）Wcm·K ● 高工作温度（高达1000℃） ●
高化学稳定性和抗辐照特性然而，正是由于这些独特的优势，导致SiC材料在研制过程中遇到了很多技术方面的困难，从而使SiC从基础研究到商业化经历了几十年的历程。
20世纪90年代初，SiC技术研究方面取得的重大突破，使得几乎所有的半导体器件，包括PN二极管，肖特基二极管，金属氧化物场效应晶体管（MOSFET），金属半导体场效应（MESFET）双极型晶体管，晶闸管，IMPATT二极管，以及太阳能日盲型光电探测器等，都相继研制成功。目前SiC功率肖特基二极管和高温SiC
MESFET已经作为首批商品化器件进入市场。
SiC因其良好的热导率和与外延材料高的晶格匹配已经成为氮化物基器件理想的衬底材料，包括蓝光二极管、激光器等，SiC已经成为当前半导体研究领域的前沿和热点。本书的编著者都是SiC技术，包括材料和器件研究方面国际公认的权威，他们总结了当前宽带隙半导体技术水平下最新的设计理念。这本碳化硅丛书包括两卷，第一卷内容包括SiC材料特性（第1章），SiC同质和异质外延（第2章），SiC欧姆接触（第3章），肖特基势垒二极管（第4章），大功率PiN整流器（第5章），SiC微波二极管（第6章），SiC晶闸管（第7章），以及SiC静态感应晶体管（第8章）。第二卷的内容包括SiC衬底材料生长（第9章），SiC深能级缺陷（第10章），SiC结型场效应晶体管（第11章）和SiC
BJT（第12章）。本书的读者可以是从事SiC或其他宽带隙材料和器件研究工作的专业技术人员、科学家、工程师及研究生。同时本丛书也可以作为SiC宽带隙半导体技术方面的研究生辅助教材。
Michael Shur Sergey Rumyantsev Michael Levinshtein
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