体散射,材料(共4篇).docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划体散射,材料(共4篇)　　晶体中的散射、迁移率与温度的关系　　载流子的散射：我们所说的载流子散射就是晶体中周期场的偏离，包括两种散射，即电离杂质散射和晶格振动散射　　一、电离杂质散射　　定义：载流子受到电离杂质中心库仑作用引起运动方向的变化特点：(1)散射几率P是各向异性的　　(2)散射几率P和杂质浓度大体成正比，和能量的3/2次方成反比；由于能量与温度成正比，因此在温度较低时，电离杂质有较强的散射作用，此时迁移率由电离杂质散射决定，由公式μ=eτ/m得到　　μ∝T3/2　　二、晶格散射　　格波：晶格原子的本征运动称为格波　　在金刚石和闪锌矿结构的半导体中，每个原胞有两个原子对应同一个q值有六种振动方式：三个声学波和三个光学波　　声学波：长波极限下，同一原胞两个不等价原子振动方向相同光学波：长波极限下，同一原胞两个不等价原子振动方向相反声子：格波能量量子化，引入“声子”表示晶格振动能量量子化的单元，即晶格振动能量的量子　　晶格散射对迁移率的影响：对于Si，Ge等半导体只考虑纵声学波对电子的散射。

计算表明：　　纵声学波晶格散射的散射几率和温度的2/3次方成正比，与电离杂质散射相反所以，有　　μ∝T-3/2　　三、同时存在几种散射机制　　在同时存在几种散射机制时，总的散射几率应为各散射几率之和，由前面的分析可以得到：　　P=PI+PL　　其中PI和PL代表电离杂质散射几率和纵声学波散射几率；对迁移率则有　　1　　??1　　?I??L1　　其中μI,μL分别表示电离杂质散射和晶格散射单独起作用时的迁　　移率.　　由于　　μI∝T3/2　　μL∝T?3/2　　故：　　低温时，迁移率μ正比于温度的3/2次方，此时　　μ≈μI∝T3/2；　　温度高时，迁移率μ反比于温度的3/2次方,此时　　μ≈μL∝T?3/2;　　四、正向导通压降　　决定于势垒高度势垒高度本身就由金半功函数差决定　　正向开启电压，应该是有个电流密度来确定它一半是多少？　　JF:开启电流密度，一般是100mA/CM2　　Ron:主要受限于有源区掺杂，也是和势垒高度相关的　　串联电阻，电极的电阻是一个，还有体材料的如果是2DEG器件，那么就是沟道电阻和电极电阻　　五、碳化硅电力电子器件研发进展与存在题目　　1引言　　借助于微电子技术的长足发展，以硅器件为基础的电力电子技术因大功率场效应晶体管和尽缘栅双极晶体管等新型电力电子器件的全面应用而臻于成熟。

目前，这些器件的开关性能已随其结构设计和制造工艺的相当完善而接近其由材料特性决定的理论极限，依靠硅器件继续完善和进步电力电子装置与系统性能的潜力已十分有限于是，依靠新材料满足新一代电力电子装置与系统对器件性能的更高要求，早在世纪交替之前就在电力电子学界与技术界形成共叫，对碳化硅电力电子器件的研究与开发也随之形成热门　　作为一种宽禁带半导体材料，碳化硅不但击穿电场强度高、热稳定性好，还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点，可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件，应用于硅器件难以胜任的场合，或在一般应用中产生硅器件难以产生的效果使用宽禁带材料可以进步器件的工作温度6H-SiC和4H-SiC的禁带宽度分别高达eV和eV，相应的本征温度可高达800°C以上；即就是禁带最窄的3C-SiC，其禁带宽度也在左右因此，用碳化硅做成的器件，其最高工作温度有可能超过600°C功率开关器件的反向电压承受力与其漂移区或基区的长度和电阻率有关，而单极功率开关器件的通态比电阻又直接决定于漂移区的长度和电阻率，因而与其制造材料击穿电场强度的立方成反比使用击穿电场强度高的材料制作高压功率开关，其电阻率不必选择太高，器件的漂移区或基区也不必太长。

这样，不但其通态比电阻会大大降低，工作频率也会大大进步碳化硅的击穿电场强度是硅的8倍，其电子饱和漂移速度也是硅的2倍，更有利于进步器件的工作频率，因而碳化硅单极功率开关不单是通态比电阻很低，其工作频率一般也要比硅器件高10倍以上　　热导率高则使碳化硅器件可以在高温下长时间稳定工作此外，碳化硅还是目前唯一可以用热氧化法天生高品质本体氧化物的化合物半导体这使其也可以象硅一样用来制造MOSFET和IGBT这样的含有MOS结构的器件除了电力电子技术，碳化硅的主要应用领域还包括高频电子学、高温电子学、以及传感器技术等因此，包含微波电源在内的电力电子技术有可能从碳化硅材料的实用化得到的好处，就不仅仅是使用碳化硅功率开关器件对整机性能的改善，也包括材料的耐高温能力和化学稳定性通过集成信号采集与处理系统和智能控制系统对整机性能的改善，从而可以在恶劣环境中保持良好工作状态　　随着直径30mm左右的碳化硅片在1990年前后上市，以及高品质6H-SiC和4H-SiC外延层生长技术紧随其后的成功应用，各种碳化硅功率器件的研究和开发即蓬勃开展起来目前，各种功率器件都已证实可改用碳化硅来制造尽管产量、本钱、以及可靠性等题目仍对其商品化有所限制，但碳化硅器件替换硅器件的过程已经开始。

美国的Cree公司和德国的Infineon公司都已有耐压600V、电流10A或12A以下的碳化硅肖特基势垒二极管系列产品出售，一支4A器件目前售价仅4美圆碳化硅肖特基势垒二极管投进市场，一下子将肖特基势垒二极管的应用范围从250V进步到600V同时，其高温特性特好，从室温到由管壳限定的175℃，反向漏电流几乎没有什么增加若采用适当的管壳，这种新器件的工作温度可超过300℃目前，很多公司已在其IGBT变频或逆变装置中用这种器件取代硅快恢复二极管，取得进步工作频率、大幅度降低开关损耗的明显效果，其总体效益远远超过碳化硅器件与硅器件的价差要不了多少年，电力电子装置和系统的性能就会由于碳化硅器件的广泛应用而得到极大改善　　下面，就几种主要的碳化硅电力电子器件，从器件、材料和制造工艺确当前水平到存在的主要题目作一评述　　2碳化硅电力电子器件　　就应用要求而言，电力电子器件除了要尽可能降低静态和动态损耗而外，还要有尽可能高的承受浪涌电流的能力由于浪涌电流会引起器件结温的骤然升高，通态比电阻偏高的器件，其浪涌电流承受力注定非常低由于单极功率器件的通态比电阻随其阻断电压的进步而迅速增大，硅功率MOS只在电压等级不超过100V时才具有较好的性能价格比。

尽管硅IGBT在这方面有很大改进，但其开关速度比功率MOS低，不能满足高频应用的需要理论分析表明，用6H-SiC和4H-SiC制造功率MOS，其通态比电阻可以比同等级的硅功率MOS分别低100倍和XX倍这就是说，假如用碳化硅制造单极器件，在阻断电压高达10000V的情况下，其通态压降还会比硅的双极器件低而单极器件在工作频率等方面要优于双极器件，因而对碳化硅电力电子器件的研究开发比较集中于肖特基势垒二极管和MOSFET，并取得较大进展；但双极晶体管和晶闸管之类的双极器件，特别是PIN二极管也相当受重视，进展也很快　　碳化硅肖特基势垒二极管　　很多金属，例如镍金、铂、钯、钛、钴等，都可与碳化硅形成肖特基势垒接触，其势垒高度一般在1eV以上据报道，Au/4H-SiC接触的势垒高度可达eV，Ti/4H-SiC接触的高度也有　　eV6H-SiC的肖特基势垒高度变化范围较宽，最低只有eV，最高可达　　eV　　美国北卡州立大学功率半导体研究中心于1992年最先报道了全世界首次研制成功的6H-SiC肖特基势垒二极管，其阻断电压为400V在他们1994年的报道中，阻断电压进步到1000V，接近其理论设计值。

随后，对碳化硅肖特基势垒二极管的研发活动扩展到欧洲和亚洲，使用材料扩大到4H-SiC，阻断电压也有很大进步　　由于高电压下碳化硅的肖特基势垒比硅薄，进一步进步碳化硅肖特基势垒二极管的阻断电压就会受到隧穿势垒的反向漏电流的限制计算表明，对一个高度为1eV的典型碳化硅肖特基势垒，与碳化硅临界击穿电场3MVcm-1相对应的最高击穿电压下的势垒宽度只有3nm左右这正好是发生电子隧穿的典型宽度为了充分发挥碳化硅临界击穿电场强度高的上风，可采用如图1所示的pn结肖特基势垒复合结构来排除隧穿电流对实现最高阻断电压的限制这种结构原本是对硅器件提出来的由于pn结的势垒高度与半导体的禁带宽度有关，而肖特基势垒高度只决定于金属与半导体的功函数差，因而这两种势垒的高度之差对宽禁带半导体来说可以很大这样，当JBS器件正偏置时，肖特基势垒区可因势垒低而首先进进导通状态，成为器件的主导，而pn结则因开启电压较高而基本不起作用；但在反偏状态，pn结正好可以发挥其高势垒的作用，在高反压下以迅速扩展的耗尽区为肖特基势垒屏蔽强电场，从而使反向漏电流大幅度下降JBS与单纯肖特基势垒二极管一样，仍然是一种多数载流子器件，其反向恢复时间可降低到几个纳秒，只有硅快速二极管和碳化硅高压pn结二极管的十分之一。

　　JBS目前的困难在于p型碳化硅的欧姆接触较难形成，由于用离子注进法对碳化硅进行p型掺杂需要很高的退火温度，在碳化硅中很难形成p+区采用Baliga提出的凹槽肖特基势垒二极管结构可以获得与JBS类似的效果，却可避免p型掺杂在碳化硅外延层的表面和表层凹槽的表面分别用功函数不同的两种金属形成高低不同的肖特基势垒低势垒接触在表面，高势垒接触在凹槽表面，后者为前者起削弱反向电场的作用实验表明，假如这两种接触的势垒高度以及台面宽度和凹槽深度搭配得当，器件的反向漏电流可以大大降低目前，对大功率碳化硅肖特基势垒二极管的研究开发已达到小面积器件的反向阻断电压超过4000V，大面积器件也能达到1000V左右的水平例如，在XX年中已有140A/800V4H-SiCJBS的报导在同年的另一报导中，反向电压高达1200V的4H-SiC肖特基势垒二极管已做到直径3mm，其正向电流密度高达300Acm-2，而相应的正向压降只有2V　　碳化硅场效应器件　　光散射材料的研制与开发状况探讨　　摘要：介绍了光散射材料的散射机理、分类、制备方法及国内外的进展　　关键词：光散射；面散射；体散射；共混；共聚　　光散射材料是指能够使光通过而又能有效的散射光的材料。

透光率和雾度是评定光散射材料的两项主要指标透光率是指透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比它是表征透明高分子材料透明程度的一个重要性能指标雾度，又称浊度，是透过试样而偏离入射光方向的散射光与透射光通量之比，是材料内部或表面上的不连续性或不规则性所造成通常用雾度的大小来表征材料的光散射强弱光散射材料能将点、线光源转化成线、面光源，可以作为面光源材料应用指示标牌、广告招牌、展示橱窗、投影背墙以及壁挂式均匀照明光源等，也可以作为背光源材料应用于液晶显示，还可以与液晶元件复合制备高分子分散型散射元件　　1光散射产生的机理　　如果媒质的均匀性遭到破坏，即尺度达到波长数量级的邻近媒质小块之间在光学性质上有较大差异，在光波作用下，它们将成为强度差别较大的次波源，而且从它们到空间各点已有不可忽略的光程差，这些次波相干叠加的结果，光场中的强度分布将与上述均匀媒质情形有所不同，这时，除了按几何光学规律传播的光线外，其他方向或多或少也有光线存在，这就是散射光，即产生了散射对于不均匀形态较大的媒质，光散射也可看作是反射和折射的综合结果　　散射光强除了与入射光的波长、散射角有关外，还与散射体材料的折射率和机体材料的折射率有关。

目前，关于散射光强的计算理论，发展还不十分完善　　计算散射光强，最简单的近似理论为Rayleigh-Gans-Debye(RGD)理论对于半径较。