电子和中子辐照n型6H-SiC的光致发光谱

对用电子能量为1.7, 0.5和0.4MeV的电子辐照和中子辐照后的n型6H-SiC样品进行低温光致发光研究. 对于Ee≥0.5MeV电子辐照和中子辐照后的样品,首次发现了位于478.6/483.3/486.1nm的S1/S2/S3谱线.对样品进行热退火研究表明S1/S2/S3谱线在500℃下消失,而退火温度高于700℃时D1中心出现.考虑到产生C空位和Si空位所需的位移阈能以及热退火行为,说明S1/S2/S3为初级Si空位初级缺陷,而D1中心为二次缺陷.     

电子和中子辐照n型6H-SiC的光致发光谱

对用电子能量为1.7,0.5和0.4MeV的电子辐照和中子辐照后的n型6H-SiC样品进行低温光致发光研究.对于Ee≥0.5MeV电子辐照和中子辐照后的样品,首次发现了位于478.6/483.3/486.1n m的S1/S2/S3谱线.对样品进行热退火研究表明S1/S2/S3谱线在500℃下消失,而退火温度高于700℃时D1中心出现.考虑到产生C空位和Si空位所需的位移阈能以及热退火行为,说明S1/S2/S3为初级Si空位初级缺陷,而D1中心为二次缺陷.     

中子辐照下的6H-SiC pn结电特性分析

用中子辐照在6H-SiCpn结中引入的复合中心和深能级陷阱解释了SiCpn结辐照后电特性退化的现象,并推导了辐照后SiCpn结理想因子与外加电压的关系,给出了SiCpn结中子辐照电特性退化的模型,模拟结果和实验数据的对比说明关于SiCpn结电特性退化的理论解释是正确的.     

总剂量辐照SiO2/6H-SiC引起的界面势垒变化

辐照会引起MOS器件电介质氧化物与半导体界面势垒变化,影响其工作性能和可靠性。测量了n型6H-SiC MOS电容辐照105rad(Si)剂量前后的I-V曲线,通过Fowler-Nordheim(F-N)隧道电流拟合,得到了界面势垒的大小,辐照前的为2.596 eV,辐照后降为1.492eV。界面势垒变化主要是由辐照产生的界面态引起的。     

退火对6H-SiC晶体的光学性质及光致发光的影响

利用双光束分光光度计对高温退火前后的掺氮和未掺杂6H-SiC晶体的透射及反射谱进行了分析,发现无论退火前后,两种SiC晶体在紫外区均存在强烈的吸收.在可见和近红外区,尤其是未掺杂SiC样品具有很高的透射率,退火后,两种样品的透射率均明显提高.利用荧光分光光度计研究了退火前后样品的光致发光特性,结果表明:在390 nm Xe灯激发下.两种样品在417 nm和436 nm处均可观察到蓝光发射,417 nm处的发光归结于C簇的发光,436 nm处的发光机理为从晶粒的核心激发载流子转移到晶粒表面,并与其上的发光中心辐射复合;同时,掺氮SiC在575 nm处还存在发光峰,为氮掺入后引起的非晶SiC的发光,在325 nm Xe灯激发下,525 nm处存在发光峰,其详细发光机制有待进一步研究.     

n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱

给出了n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱的实验结果.指认了所观察到的一些光谱结构对应的特定声子支及其在布里渊区中相应的对称点.发现在4H-SiC的二级喇曼谱中存在能量差约为10cm-1的双谱线结构,这一结构与六方相GaN,ZnO和AlN的双谱线结构具有相同的能量差.二级喇曼谱的截止频率对于不同掺杂情况的4H-SiC具有相同的值.它并不等于n型掺杂4H-SiC的A1(LO)声子的倍频,而是等于未掺杂样品的A1(LO)声子的倍频.掺杂类型和杂质浓度对4H-SiC的二级喇曼谱几乎没有影响.     

n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱

给出了n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱的实验结果.指认了所观察到的一些光谱结构对应的特定声子支及其在布里渊区中相应的对称点.发现在4H-SiC的二级喇曼谱中存在能量差约为10cm-1 的双谱线结构,这一结构与六方相GaN,ZnO和AlN的双谱线结构具有相同的能量差.二级喇曼谱的截止频率对于不同掺杂情况的4H-SiC具有相同的值.它并不等于n型掺杂4H-SiC的A1(LO)声子的倍频,而是等于未掺杂样品的A1(LO)声子的倍频.掺杂类型和杂质浓度对4H-SiC的二级喇曼谱几乎没有影响.     

氮掺杂对于n型6H-SiC氧化速率的影响

本文研究了不同氮掺杂浓度对n型6H-SiC干氧氧化速率的影响。实验中,氮掺杂浓度从9.53×〖10〗^16 〖cm〗^(-3) 到 2.68×〖10〗^18 〖cm〗^(-3),氧化温度为1050 0C和1150 0C,氧化时间从2 h 到10 h。由修改的Deal-Grove模型结合阿伦尼乌斯方程,提取出了氧化的线性速率常数和抛物线速率常数以及它们分别对应的活化能。实验数据表明,氧化温度的增加会加速氧化;氮的掺杂浓度对SiC的干氧氧化速率有影响：线性和抛物线速率常数都随着掺杂浓度的增加而增大;抛物线速率常数对应的活化能从0.082 eV增加到0.104 eV,线性和抛物线速率常数对应的活化能都随着掺杂浓度的增加而增大;抛物线速率对应的指前因子从2.6x104 nm2/s 增加到 2.7x105 nm2/s,线性和抛物线速率对应的指前因子都随着掺杂浓度的增加而增大;而且,实验间接说明用提取出的Arrhenius活化能的变化来解释掺杂改变SiC氧化速率是不合理的。     

6H-SiC反型层电子迁移率的MonteCarlo模拟

用单电子Monte Carlo方法对6H-SiC反型层的电子迁移率进行了模拟,在模拟中采用了一种新的综合的库仑散射的模型,该模型考虑了栅氧化层电荷、界面态电荷、沟道电离杂质电荷的作用以及它们之间的相关性.Monte Carlo模拟的结果表明,当表面有效横向电场高于1.5×10⁵V/cm时,表面粗糙散射在SiC反型层中起主要作用,而当有效横向电场小于该值时,沟道散射以库仑散射为主.     

6H-SiC高压肖特基势垒二极管

在可商业获得的N型6H-SiC晶片上,通过化学气相淀积,进行同质外延生长,在此结构材料上,通过热蒸发,制作Ni/6H-SiC肖特基势垒二极管．测量并分析了肖特基二极管的电学特性,结果表明,肖特基二极管具有较好的整流特性：反向击穿电压约为450V,室温下,反向电压VR=-200V时,反向漏电流JL=5×10-4A*cm-2;理想因子为1.09,肖特基势垒高度为1.24—1.26eV,开启电压约为0.8V．     

N型6H-SiCMOS电容的电学特性

在可商业获得的 N型 6 H- Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,制备 MOS电容 .详细测量并分析了 6 H- Si C MOS电容的电学特性 ,其有效电荷密度为 4.3× 10 1 0 cm- 2 ;Si C与 Si O2 之间的势垒高度估算为 2 .6 7e V;Si C热生长 Si O2 的本征击穿场强 (用累计失效率 5 0 %时的场强来计算 )为 12 .4MV/ cm ,已达到了制作器件的要求 .     

钒受主能级在n型4H-SiC中的深能级瞬态傅里叶谱和光致发光

借助深能级瞬态傅里叶谱研究了钒离子注入在SiC中引入的深能级陷阱.掺人的钒在4H-SiC中形成两个深受主能级,分别位于导带下0.81和1.02eVt处,其电子俘获截面分别为7.0 × 10-16和6.0×10-16cm2.对钒离子注入4H-SiC样品进行低温光致发光测量,同样发现两个电子陷阱,分别位于导带下0.80和1.6eV处.结果表明,在n型4H-SiC掺入杂质钒可以同时形成两个深的钒受主能级,分别位于导带下0.8±0.01和1.1±0.08eV处.     

钒受主能级在n型4H-SiC中的深能级瞬态傅里叶谱和光致发光

借助深能级瞬态傅里叶谱研究了钒离子注入在SiC中引入的深能级陷阱.掺人的钒在4H-SiC中形成两个深受主能级,分别位于导带下0.81和1.02eVt处,其电子俘获截面分别为7.0 × 10-16和6.0×10-16cm2.对钒离子注入4H-SiC样品进行低温光致发光测量,同样发现两个电子陷阱,分别位于导带下0.80和1.6eV处.结果表明,在n型4H-SiC掺入杂质钒可以同时形成两个深的钒受主能级,分别位于导带下0.8±0.01和1.1±0.08eV处.     

中子辐照下的6H-SiCpn结电特性分析

用中子辐照在６Ｈ－ＳｉＣｐｎ结中引入的复合中心和深能级陷阱解释了ＳｉＣｐｎ结辐照后电特性退化的现象,并推导了辐照后ＳｉＣｐｎ结理想因子与外加电压的关系,给出了ＳｉＣｐｎ结中子辐照电特性退化的模型,模拟结果和实验数据的对比说明关于ＳｉＣｐｎ结电特性退化的理论解释是正确的。     

掺V 6H-SiC单晶生长表面V析出相研究

采用扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察物理气相传输(PVT)法生长掺V6H-SiC单晶新鲜表面时,发现具有特定形状的析出相,经SEM能谱(EDX)测试确定析出相的主要成分是V,推断其在单晶生长结束后的降温过程中产生。通过对V析出相的进一步研究发现其在数量、尺寸以及方向上都与单晶生长中心具有一定的关系,具有特定的分布规律,任何一个视场,析出相的取向只有两种,且数量相当,这一结果说明结晶动力学对V的掺入具有一定的影响;当结晶温度较高时,这种影响不明显,但随着结晶区温度的降低,影响加剧,从而出现析出相,且析出相的结晶行为完全受晶体表面形貌的制约。     

6H-和4H-SiC功率VDMOS的比较与分析

采用二维器件模拟器ISE TCAD 7.0,对比研究了6H-SiC和4H-SiC VDMOS的基本特性.结果表明,在Vgs为8 V时,4H-SiC VDMOS的漏极电流比6H-SiC高约1.5倍,证实了4H-SiC具有较高的体迁移率,且受准饱和效应的影响较小,因此比6H-SiC器件具有更高的饱和电流密度,而两种器件的阈值电压基本相同,均为7 V左右.对器件开关时间和单位面积损耗的分析表明,4H-SiC比6H-SiC更适合用于VDMOS功率器件.此外,还研究了沟道长度对器件漏极饱和电流的影响,结果表明,随着沟道长度的减小,器件的漏极电流增大.     

Al掺杂6H-SiC铁磁性研究(英文)

使用物理气象沉积法生长了轻Al掺杂6H-SiC样品,并使用超导量子干涉磁强计(SQUID)对无腐蚀及腐蚀后的样品进行了测试,发现了腐蚀后的样品在室温下表现出铁磁性。经过计算,样品磁信号并非来源于腐蚀剂KOH及K2CO3。同时腐蚀后的样品形貌表明杂质聚集在腐蚀后的缺陷附近从而形成了一定的铁磁性,因此缺陷被腐蚀放大是样品形成铁磁性的主要原因。     

Photoluminescence and Electroluminescence Imaging of Carrot Defect in 4H-SiC Epitaxy

Electroluminescence (EL) and photoluminescence (PL) imaging techniques were successfully used to reveal defect features in 34 carrots in 4H-SiC epilayers. Because EL and PL techniques are nondestructive and require minimal sample preparations, many carrots can be examined over a reasonable time. Our findings showed that some carrots had the basic components consistent with the model proposed by Benamara et al., but also contained additional features beyond the basic components. Eight carrots contained multiple bright line features, and 25 out of 50 bright line features exhibited multiple line characteristics. Eleven carrots were discovered to contain basal plane faults (B’s) and the corresponding small stacking faults (S’s) near the carrot heads. Not all the carrots lie along the off-cut direction; a couple were oriented 5° from the off-cut. Of the seven carrots with shape lengths -200 μm, one had a corresponding bright line length of 370 μm. Based on this line length, the calculated depth of origin was about midway in the epilayer, while all of the other carrots originated from the substrate. In summary, both EL and PL techniques were consistent in showing that carrots exhibit variable defect structures on a microscopic scale.