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6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶电阻率均匀性 被引量：1
1
作者 樊元东 毛开礼 +3 位作者 戴鑫 魏汝省 李天 李斌 《电子工艺技术》 2023年第3期42-46,共5页
GaN射频器件在通信基建上的大幅应用,推进了6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶的产业化需求。随着晶体直径增大,6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶存在易开裂、电阻率分布不匀的问题。利用有限元仿真设计,优化了热场分布,降低了晶体内热应力聚集,减少... GaN射频器件在通信基建上的大幅应用,推进了6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶的产业化需求。随着晶体直径增大,6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶存在易开裂、电阻率分布不匀的问题。利用有限元仿真设计,优化了热场分布,降低了晶体内热应力聚集,减少了晶体开裂。采用SIMS、拉曼光谱等手段分析了影响6英寸4H-SiC单晶内电阻率分布不均匀的因素,发现主要原因为正向SiC晶体小面生长机制导致N元素分布不均。采用分区高能粒子辐照处理工艺,进行分区深能级点缺陷调控,电阻率可控制在1011Ω·cm以上,可将片内和片间电阻率最大值与最小值的比值控制在1个量级内,大幅提升电阻率均匀性。 展开更多
关键词 高纯半绝缘 碳化硅单晶 有限元仿真 电阻率均匀性
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高纯半绝缘SiC电阻率影响因素
2
作者 吴会旺 赵丽霞 +1 位作者 刘英斌 李胜华 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第4期320-323,338,共5页
采用物理气相传输(PVT)法进行高纯半绝缘SiC晶体生长,利用高温真空解吸附以及在系统中通入HCl和H2的方法,有效降低了系统中N、B和Al等杂质的背景浓度。使用二次离子质谱(SIMS)对晶体中杂质浓度测试,N、B和Al浓度分别小于1×1016、1&... 采用物理气相传输(PVT)法进行高纯半绝缘SiC晶体生长,利用高温真空解吸附以及在系统中通入HCl和H2的方法,有效降低了系统中N、B和Al等杂质的背景浓度。使用二次离子质谱(SIMS)对晶体中杂质浓度测试,N、B和Al浓度分别小于1×1016、1×1015和2×1014 cm-3。对加工得到的晶片进行测试,全片的电阻率均在1×1010Ω·cm以上,微管密度小于0.02 cm-2,(004)衍射面的X射线摇摆曲线半高宽为34″。结果表明,该方法可以有效降低SiC晶体中N、B和Al等杂质浓度,提升SiC晶片的电阻率。使用该方法成功制备了4英寸(1英寸=2.54 cm)高纯半绝缘4H-SiC晶体。 展开更多
关键词 高纯半绝缘 碳化硅(SiC) 电阻率 物理气相传输(PVT)法 二次离子质谱(SIMS)
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6英寸高纯半绝缘SiC生长技术
3
作者 吴会旺 赵丽霞 +1 位作者 刘英斌 李胜华 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第7期581-585,593,共6页
利用自蔓延法进行SiC粉料合成、物理气相传输法进行6英寸(1英寸=2.54 cm)高纯半绝缘(HPSI)SiC晶体生长。采用高温下通入HCl和H2的方法,对SiC粉料合成及晶体生长所使用的石墨件和石墨粉进行前处理,该方法可有效降低系统中N、B和Al等杂质... 利用自蔓延法进行SiC粉料合成、物理气相传输法进行6英寸(1英寸=2.54 cm)高纯半绝缘(HPSI)SiC晶体生长。采用高温下通入HCl和H2的方法,对SiC粉料合成及晶体生长所使用的石墨件和石墨粉进行前处理,该方法可有效降低系统中N、B和Al等杂质的背景浓度,提高SiC晶体的电阻率。使用二次离子质谱(SIMS)法对获得的晶体进行杂质浓度检测。检测结果表明,N和Al的浓度均小于检测极限(分别为1×10^16和1×10^14 cm^-3),B的浓度为4.24×10^14 cm^-3。对晶体进行切片和抛光后得到的晶片进行测试。测试结果表明,整个晶片所有测试点的电阻率均在1×10^8Ω·cm以上,微管密度小于0.2 cm^-2,X射线摇摆曲线半高宽为28 arcsec。使用该方法成功制备了6英寸高纯半绝缘4H-SiC晶体。 展开更多
关键词 杂质控制 高纯半绝缘(HPSI) 碳化硅(SiC) 物理气相传输(PVT)法 二次离子质谱(SIMS)
原文传递
高纯半绝缘4H-SiC单晶衬底Si面外延石墨烯工艺研究
4
作者 毛开礼 胡彦飞 +2 位作者 王英民 李斌 赵高扬 《电子工艺技术》 2017年第2期63-66,88,共5页
高纯半绝缘SiC衬底上获得大面积、高质量石墨烯是富有挑战性的工作,外延层石墨烯材料的确认和性能表征也至关重要。研究了高纯半绝缘衬底上制备大面积外延石墨烯的工艺以及相关工艺参数(压力、温度、工艺时间)对外延石墨烯质量的影响。... 高纯半绝缘SiC衬底上获得大面积、高质量石墨烯是富有挑战性的工作,外延层石墨烯材料的确认和性能表征也至关重要。研究了高纯半绝缘衬底上制备大面积外延石墨烯的工艺以及相关工艺参数(压力、温度、工艺时间)对外延石墨烯质量的影响。通过激光拉曼光谱、原子力显微镜、场发射扫面电镜等分析,测试了石墨烯材料的大小、形态,为后续工艺的改进提供参考。在1 650℃、500 Pa压力下生长2 h制备的外延石墨烯,具有更高品质和表面连续性,拉曼光谱中2D峰的半高宽(FWHM)约为34 cm^(-1),能够用单峰洛伦兹拟合,预示着单层石墨烯的形成。 展开更多
关键词 石墨烯 高纯半绝缘SiC单晶衬底 大面积
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3英寸高纯半绝缘6H-SiC单晶的研制 被引量：1
5
作者 王利杰 洪颖 +4 位作者 齐海涛 冯玢 王香泉 郝建民 严如岳 《中国电子科学研究院学报》 2011年第4期432-435,共4页
采用物理气相传输(PVT)工艺,成功制备出3英寸高纯半绝缘(HPSI)6H-SiC单晶。依据氮在碳化硅晶格中占碳位的规律,通过生长过程温度和压力等工艺参数的优化,减少生长前沿碳空位的数量,实现了在较高碳硅比气氛下低氮含量碳化硅单晶生长的目... 采用物理气相传输(PVT)工艺,成功制备出3英寸高纯半绝缘(HPSI)6H-SiC单晶。依据氮在碳化硅晶格中占碳位的规律,通过生长过程温度和压力等工艺参数的优化,减少生长前沿碳空位的数量,实现了在较高碳硅比气氛下低氮含量碳化硅单晶生长的目标。二次离子质谱(SIMS)测试给出了晶体中氮及其他杂质的控制水平,证明单晶的高纯属性;非接触电阻率Mapping(CORE-MA)和电子顺磁共振(EPR)测试进一步证实其高纯半绝缘特性。 展开更多
关键词 3英寸6H-SiC 物理气相传输法 高纯半绝缘 氮掺杂 碳空位
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高纯半绝缘4H-SiC单晶的制备及研究 被引量：1
6
作者 王利忠 王英民 +3 位作者 李斌 魏汝省 毛开礼 高德平 《电子工艺技术》 2017年第1期5-7,共3页
采用物理气相传输(PVT)法,通过改变石墨坩埚顶部结构,实现了低氮和硼碳化硅单晶生长的目标。对抛光后的4H-SiC晶片进行二次离子质谱(SIMS)测试,B和N的浓度相应降低1个和2个数量级。采用非接触电阻率测试仪测试晶圆的电阻率均大于4×... 采用物理气相传输(PVT)法,通过改变石墨坩埚顶部结构,实现了低氮和硼碳化硅单晶生长的目标。对抛光后的4H-SiC晶片进行二次离子质谱(SIMS)测试,B和N的浓度相应降低1个和2个数量级。采用非接触电阻率测试仪测试晶圆的电阻率均大于4×109Ω·cm;红外透射谱测试结果表明,波数2 500~4 200 cm-1超过78%的透过率。显微拉曼光谱测试晶圆的4H-SiC晶型面积为100%。结果表明,该方法不仅降低晶体中的B和N等杂质浓度,并成功地制备出直径100 mm的高纯半绝缘4H-SiC单晶。 展开更多
关键词 高纯半绝缘4H-SiC 物理气相传输法 SIMS 电阻率
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高纯半绝缘4H-SiC单晶研究进展
7
作者 范云 《科技创新与生产力》 2019年第5期69-72,共4页
阐述了高纯半绝缘4H-SiC单晶的研究历史,展望了未来高纯半绝缘4H-SiC衬底制备方法及SiC市场的发展方向,分别讨论了籽晶、生长压强和温度场分布3种因素对于SiC单晶生长的影响,并提出了改进方法。
关键词 半导体材料 高纯半绝缘 4H-SiC单晶 单晶生长
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LPCVD法制备的高纯半绝缘4H-SiC晶体ESR谱特性 被引量：2
8
作者 程萍 张玉明 +2 位作者 郭辉 张义门 廖宇龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期4214-4218,共5页
利用电子自旋共振波谱(ESR)仪,分析由低压化学气相沉积(LPCVD)法制备的高纯半绝缘4H-SiC材料本征缺陷.结果发现,在暗场条件下获得的缺陷信息具有碳空位(VC)及其络合物的特征;谱线具有半高宽较大、峰谷明显不对称的特点.分析认为造成ESR... 利用电子自旋共振波谱(ESR)仪,分析由低压化学气相沉积(LPCVD)法制备的高纯半绝缘4H-SiC材料本征缺陷.结果发现,在暗场条件下获得的缺陷信息具有碳空位(VC)及其络合物的特征;谱线具有半高宽较大、峰谷明显不对称的特点.分析认为造成ESR谱线半高宽较大及峰谷不对称现象的主要原因是测试温度较高.同时,吸收谱中峰谷不对称现象及较大半高宽现象的出现还与不对称的晶格结构及缺陷浓度的不均匀分布有关.在110K测试温度下,能级上的电子分布对ESR谱特性影响很小. 展开更多
关键词 低压化学气相沉积 高纯半绝缘4H-SiC 电子自旋共振 本征缺陷
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高纯度α-SiC粉料的合成 被引量：1
9
作者 张皓 王英民 +1 位作者 陈建丽 孟大磊 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第10期779-782,807,共5页
为获得高纯半绝缘(HPSI)SiC生长用粉料,采用自蔓延高温合成(SHS)法获得了高纯度α-SiC粉料。在合成小粒径β-SiC粉料基础上,对粉料进行物理破碎,通过二次合成,经高温相转变和再结晶过程得到大粒径α-SiC粉料。利用X射线衍射(XRD)、辉光... 为获得高纯半绝缘(HPSI)SiC生长用粉料,采用自蔓延高温合成(SHS)法获得了高纯度α-SiC粉料。在合成小粒径β-SiC粉料基础上,对粉料进行物理破碎,通过二次合成,经高温相转变和再结晶过程得到大粒径α-SiC粉料。利用X射线衍射(XRD)、辉光放电质谱(GDMS)、二次离子质谱(SIMS)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度仪等测试手段对合成的粉料进行了表征和分析,并对使用该方法合成的SiC粉料进行了单晶生长验证,通过SIMS和非接触式电阻率测试仪等对SiC单晶的杂质浓度、电阻率等参数进行了测试。结果表明,增加破碎工艺环节后合成的α-SiC粉料N杂质浓度小于1.0×10^(16) cm^(-3),但粒径更大(平均值为1 853μm,中位径为1 851μm)、游离C质量分数更低(<0.01%)。采用高纯度α-SiC粉料减少了晶体内包裹物,有助于提高SiC晶体质量。 展开更多
关键词 高纯半绝缘(HPSI) 游离C α-SiC 自蔓延高温合成(SHS)法 高纯度
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SiC外延衬底研究现状及其应用前景
10
作者 毛开礼 王英民 +1 位作者 李斌 赵高扬 《电子工艺技术》 2014年第5期253-257,279,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 SiC外延层 导电衬底 高纯半绝缘
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