SiC衬底上SiCGe外延薄膜的结构

用热壁CVD法在6H-SiC衬底上生长了SiCGe三元合金,样品生长呈现出显著的岛状特征.利用SEM,TEM,EDS和PL等分析手段对薄膜进行了特性研究.发现样品包含两种特征相,由随机分布的球形岛和岛周围较平坦的背景区域组成.EDS结果表明两相组分不同球形岛为高Ge区,组分比大于30%;背景区域Ge含量则低于1%.两种相的生长速率也不相同,在生长时间相同的情况下,背景区较薄,且满布三角形堆垛层错.样品的PL峰位于2.2和2.7eV处.分析认为,这两个峰分别来自球形岛和背景区域的带间辐射复合.     

厚表层Si柔性绝缘衬底上SiC薄膜的外延生长

利用LPCVD方法,在厚表层Si(SOL≈0.5μm)柔性绝缘衬底(SOI)(001)上外延生长出了可与硅衬底上外延晶体质量相比拟的SiC/SOI,表明SOI是一种很有潜力的柔性衬底. Raman 光谱结果表明SiC/SOI外延层比SiC/Si外延层有更大的残存应力,对此从理论上进行了解释.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和喇曼散射光谱(RAM)技术研究了外延材料的晶体结构、界面性质和应变情况.     

厚表层Si柔性绝缘衬底上SiC薄膜的外延生长

利用LPCVD方法,在厚表层Si(SOL≈0.5μm)柔性绝缘衬底(SOI)(001)上外延生长出了可与硅衬底上外延晶体质量相比拟的SiC/SOI,表明SOI是一种很有潜力的柔性衬底.Raman光谱结果表明SiC/SOI外延层比SiC/Si外延层有更大的残存应力,对此从理论上进行了解释.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和喇曼散射光谱(RAM)技术研究了外延材料的晶体结构、界面性质和应变情况     

SiCGe/3C-SiC异质结光控达林顿晶体管的设计与仿真

针对抗电磁干扰的需要提出了一种由SiCGe/3C-SiC异质结构成的光控达林顿晶体管设计.用多维器件模拟软件ISE对这种新型功率开关进行了特性仿真.结果表明,与采用其他结晶类型的碳化硅衬底相比,SiCGe与3C-SiC间较小的晶格失配有利于提高器件性能,可使其最大共射极电流增益达到890,获得最好的光触发特性和较好的Ⅰ-Ⅴ特性,饱和压降大约为4V.     

Si(100)衬底上高质量3C-SiC的改良外延生长

介绍了新近研制出的一种电阻加热式CVD/LPCVD SiC专用制备系统,并利用该系统以SiH4、C2H4和H2作为反应气体在直径为50mm的Si(100)衬底上获得了高质量的3C-SiC外延材料.用X射线衍射和Raman散射技术研究了3C-SiC外延膜的结晶质量,在80～300K的温度范围内利用Van der Pauw方法对1～3μm厚的外延膜的电学特性进行了测试,室温Hall迁移率最高达到470cm2/(V*s),载流子浓度为7.7×1017cm-3.     

Si(100)衬底上高质量3C-SiC的改良外延生长

介绍了新近研制出的一种电阻加热式CVD/LPCVD SiC专用制备系统,并利用该系统以SiH4、C2H4和H2作为反应气体在直径为50mm的Si(100)衬底上获得了高质量的3C-SiC外延材料.用X射线衍射和Raman散射技术研究了3C-SiC外延膜的结晶质量,在80～300K的温度范围内利用Van der Pauw方法对1～3μm厚的外延膜的电学特性进行了测试,室温Hall迁移率最高达到470cm2/(V*s),载流子浓度为7.7×1017cm-3.     

Si衬底上SiC薄膜的快速生长

用垂直式低压化学气相沉积(LPCVD)系统,在(111)和(100)Si衬底上快速外延生长了SiC.用Nomarski光学显微镜和X射线衍射(XRD)分析了SiC外延膜.探讨了生长速度与反应气体流量的关系,HCl在反应过程中的作用机理,以及在快速生长条件下外延膜的结晶和取向关系.     

Si衬底上SiC薄膜的快速生长

用垂直式低压化学气相沉积(LPCVD)系统,在(111)和(100)Si衬底上快速外延生长了SiC.用Nomarski光学显微镜和X射线衍射(XRD)分析了SiC外延膜.探讨了生长速度与反应气体流量的关系,HCl在反应过程中的作用机理,以及在快速生长条件下外延膜的结晶和取向关系.     

SiC外延衬底研究现状及其应用前景

随着国民经济发展"节能减排"任务的加剧,以及新兴电子系统变化的要求,电子系统对半导体元器件技术提出了高密度、高速度、低功耗、大功率、宽工作温度范围、抗辐射和高可靠等性能的要求。SiC单晶材料作为新兴的三代半导体衬底材料正好满足这些要求,被认为是制备微波器件、高频大功率器件、高压电力电子器件的优良衬底材料。分别介绍了传统Si-C-H体系和高速Si-C-H-Cl体系SiC外延工艺研究现状,同时介绍了新颖的高纯半绝缘SiC外延工艺研究状况。论述了SiC外延衬底在电力电子器件、微波器件等方面的应用,阐述了SiC外延衬底在未来节能减排、经济建设中的重要性。     

无掩模硅图形衬底上3C-SiC的异质外延生长

采用低压化学气相沉积方法在无掩模的硅图形衬底上异质外延生长3C-SiC.硅图形衬底采用光刻和ICP刻蚀得到.图形由平行长条状沟槽和台面组成,其中沟槽宽度为1～10μm不同间隔,沟槽之间距离为1～10μm不同间隔.对于在不同的沟槽和台面尺寸区域3C-SiC的生长进行了详细研究.采用扫描电镜分别观察了不同区域的生长形貌,分析了图形衬底结构上SiC的生长行为.其中合并生长形成的空气隙结构可以释放由Si和SiC晶格失配引起的应力,从而可以用来解决SiC生长中的晶片翘曲问题,进行厚膜生长.XRD结果表明此无掩模硅图形衬底上得到3C-SiC(111)取向生长.     

蓝宝石衬底上生长的铝镓氮外延膜的应变分析

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备了不同Al组分含量的2μm厚AlxGg1-xN外延膜,通过透射电镜定性分析了外延膜中的位错和缺陷,通过高分辨X射线衍射试验对AlxGa1-xN外延膜进行ω/2θ扫描,结果显示外延膜为六方晶系纤锌矿结构,通过对对称面和非对称面的晶面间距进行修正精确计算了外延膜晶格常数,并由此对应变进行定量分析,四个不同Al组分的AlxGa1-xN外延膜样品的四方畸变值随Al含量的增大而逐渐减小,并且均小于零,在水平方向上均处于压应变状态.     

C掺杂GaAs外延层的MOCVD生长

以CCl4为掺杂源,利用EMCORE D125 MOCVD系统生长了不同C掺杂浓度的GaAs外延层.通过Hall、PL、DXRD以及在位监测工具Epimetric等手段研究了掺C GaAs层的电学特性、光学特性、晶体质量和生长速度等.     

过渡层对Ge衬底GaAs外延层晶体质量的影响

利用低压金属有机化学汽相淀积(MOCVD)设备在Ge衬底上生长GaAs外延层.通过改变GaAs过渡层的生长温度对GaAs外延层进行了表征,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪研究了表面形貌和晶体质量,优化出满足高效太阳能电池要求的高质量GaAs单晶层生长条件.     

Hetero-epitaxial growth of SiCGe on SiC

SiCGe/SiC heterojunction structure is required in development of SiC optoelectronic devices and light-activated switching devices. We present in this paper a primary attempt to grow the ternary alloy SiCGe on SiC substrates under varied growth conditions in a conventional hot-wall CVD system. SiH₄, GeH₄ and C₃H₈ were employed as silicon, germanium and carbon sources, respectively. The samples were measured by means of SEM, XPS, XRD, optical absorption, etc. Two different growth modes i.e., island growth and porous growth were observed. It has been shown that germanium atoms can be effectively incorporated into the ternary alloys, which makes their optical gaps to be narrowed with increasing Ge content. However, incorporation of Ge induces a heavy lattice mismatch, which limits the film thickness by the formation of mismatch defects. It has been shown that use of a buffer layer can effectively improve the growth quality of the ternary alloy.     

SiC衬底AlN缓冲层的应变对GaN外延层质量的影响

在3英寸(1英寸=2.54 cm)SiC衬底上采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法生长GaN外延材料。研究了AlN缓冲层的应变状态对GaN外延层应变状态和质量的影响。使用原子力显微镜和高分辨率X射线双晶衍射仪观察样品表面形貌,表征外延材料质量的变化,使用高分辨喇曼光谱仪观察外延材料应力的变化,提出了基于外延生长的应变变化模型。实验表明,GaN外延层的张应变随着AlN缓冲层应变状态的由压变张逐渐减小,随着GaN张应力的逐渐减小,GaN位错密度也大大减少,表面形貌也逐渐变好。     

石墨烯的SiC外延生长及应用

碳化硅外延生长法是近几年重新发展起来的一种制备石墨烯的方法,具有产物质量高、生长面积大等优点,逐渐成为了制备高质量石墨烯的主要方法之一。另外,从石墨烯在集成电路方面的应用前景来看,该方法最富发展潜力。从SiC不同极性面石墨烯的生长过程、缓冲层的影响及消除方法等方面评述了碳化硅外延法制备的特点并对其研究进展进行了介绍。最后简要概述了国内外关于SiC外延石墨烯在场效应晶体管方面的应用情况,指出了目前需要解决的主要技术问题,并对其发展前景进行了展望。     

SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的热分析与测试

对SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的结温进行了理论计算与实测。计算中考虑了衬底材料热导率随温度的变化以及器件源、漏电阻上的热损耗,不同耗散功率下的理论计算与红外显微镜实测结果比较表明,两者相差最大不超过10℃。由于理论计算结果是在解析解的基础上运用计算机迭代计算获得,所耗时间较短,故这一结果对于改善器件结构以提高AlGaN/GaN HEMT及其MMIC电路的性能将有较大帮助。     

高迁移率GaAs本征外延层的MOCVD生长

通过优化生长条件,利用EMCORE D125 MOCVD外延系统,制备了高迁移率的GaAs外延层,其迁移率在室温下达到了8 879 cm2/V@s,在77 K温度下超过了130 000cm2/V@s.结果表明,衬底表面氧化是影响外延层迁移率的重要因素.     

Influence of Substrate Misorientation on the Composition and the Structural and Photoluminescence Properties of Epitaxial Layers Grown on GaAs(100)

The influence of the degree of misorientation and treatment of a GaAs substrate on the structural and optical characteristics of homoepitaxial GaAs/GaAs(100) structures grown by metal–organic chemicalvapor deposition is studied. From the data obtained by a series of structural and spectroscopic techniques, it is shown that the degree of deviation of the substrate from the exact orientation towards the [110] direction by an angle of up to 4° brings about stepwise growth of the GaAs film in the initial stage and a further increase in the degree of misorienration towards the [110] direction to 10° results in an increase in the number of structural defects in the epitaxial film. At the same time, the samples of homoepitaxial structures grown by metal–organic chemical-vapor deposition on GaAs(100) substrates misoriented by 4° towards the [110] direction possess the highest photoluminescence efficiency; it is ~15% higher than the corresponding quantity for structures grown on precisely oriented GaAs(100) substrates. Preliminary polishing of the GaAs substrate (removal of an oxide layer) also yields the intensification of photoluminescence emission compared to emission in the case of an unpolished substrate of the same type. For samples grown on substrates misoriented by 4°, such an increase in the photoluminescence efficiency is ~30%.