石墨烯的SiC外延生长及应用 被引量：7

1

作者 陆东梅 杨瑞霞 +2 位作者 孙信华 吴华 郝建民 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期665-669,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 石墨烯 sic 外延 缓冲层 场效应晶体管

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硅基3C-SiC薄膜的外延生长技术 被引量：3

2

作者 李跃进 杨银堂 +1 位作者 贾护军 朱作云 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期80-82,87,共4页

用常压化学气相淀积法在(100)Si衬底上异质外延生长了3CSiC薄膜。为减小3CSiC与硅之间的晶格失配,在化学气相淀积系统中通过对硅衬底表面碳化制备了缓冲层,确定了形成缓冲层的最佳条件。用X射线衍射、俄歇电子能谱、扫描电镜对薄膜的特... 用常压化学气相淀积法在(100)Si衬底上异质外延生长了3CSiC薄膜。为减小3CSiC与硅之间的晶格失配,在化学气相淀积系统中通过对硅衬底表面碳化制备了缓冲层,确定了形成缓冲层的最佳条件。用X射线衍射、俄歇电子能谱、扫描电镜对薄膜的特性进行了分析。测量结果表明,1300℃下在Si衬底缓冲层上可以获得3CSiC单晶。 展开更多

关键词 碳化硅 化学气相淀积 外延生长 薄膜 硅基

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碳化温度对异质外延3C-SiC薄膜结晶质量及表面形貌的影响 被引量：2

3

作者 石彪 刘学超 +3 位作者 周仁伟 杨建华 郑燕青 施尔畏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期856-859,868,共5页

本文以Si(100)为衬底,利用水平式常压冷壁化学气相沉积(APCVD)系统在不同温度(1100～1250℃)下制备的"缓冲层"上生长了3C-SiC薄膜。结果表明,薄膜为外延生长的单一3C-SiC多型,薄膜表面呈现"镶嵌"结构特征,Si/3C-Si... 本文以Si(100)为衬底,利用水平式常压冷壁化学气相沉积(APCVD)系统在不同温度(1100～1250℃)下制备的"缓冲层"上生长了3C-SiC薄膜。结果表明,薄膜为外延生长的单一3C-SiC多型,薄膜表面呈现"镶嵌"结构特征,Si/3C-SiC界面平整无孔洞。碳化温度对薄膜的结晶质量和表面粗糙度有显著的影响,当碳化温度低于或高于1200℃时,薄膜的结晶质量有所降低,且随着碳化温度的升高,薄膜表面粗糙度呈现增大的趋势。当在1200℃下制备的"缓冲层"上生长薄膜时,可以获得最优质量的3C-SiC外延膜,其(200)晶面摇摆曲线半峰宽约为0.34°,表面粗糙度约为5.2 nm。 展开更多

关键词 3C-sic 碳化 结晶质量 缓冲层

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Al掺杂4H-SiC同质外延的缓冲层 被引量：1

4

作者 贾仁需 张义门 +2 位作者 张玉明 王悦湖 栾苏珍 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期306-309,共4页

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线双晶衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)对在4H-SiC单晶衬底上采用CVD同质外延的4H-SiC单晶薄膜的特性进行研究,发现外延层有很好的晶格结构和完整性。由于Al原位掺杂引起的晶格失配和衬底和外延的晶向偏离,在... 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线双晶衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)对在4H-SiC单晶衬底上采用CVD同质外延的4H-SiC单晶薄膜的特性进行研究,发现外延层有很好的晶格结构和完整性。由于Al原位掺杂引起的晶格失配和衬底和外延的晶向偏离,在样品的衬底和外延的界面出现了约1μm的缓冲层,使得XRD摇摆曲线距主峰左侧约41arcs出现了强衍射峰。缓冲层中存在大量的堆垛缺陷和位错,引入缺陷能级,使室温PL测试为"绿带"发光。通过PL全片扫描发现缓冲层在整个样品中普遍存在且分布均匀。 展开更多

关键词 4H碳化硅同质外延 缓冲层 扫描电子显微镜 X射线双晶衍射谱 光致发光谱

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ZnO／SiC／Si异质结构的特性 被引量：2

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作者 段理 林碧霞 +1 位作者 姚然 傅竹西 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期259-261,共3页

用MOCVD方法在P型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出 ZnO／SiC／Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO／SiC／Si和ZnO／Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性．结果表明,在Si(... 用MOCVD方法在P型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出 ZnO／SiC／Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO／SiC／Si和ZnO／Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性．结果表明,在Si(100)基片上外延生长出的是高取向、高结晶质量的SiC(100)层．这个SiC层缓冲层使在Si基片上外延生长出了高质量ZnO薄膜,因为ZnO与SiC的晶格失配比ZnO与Si的晶格失配更低． 展开更多

关键词 无机非金属材料 ZnO薄膜 sic缓冲层 异质外延 结构特性

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不锈钢基Al_2O_3/SiC双层薄膜的制备和性能 被引量：1

6

作者 武大伟 李合琴 +2 位作者 刘丹 刘涛 李金龙 《真空》 CAS 2012年第1期48-51,共4页

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢上分别制备了SiC单层膜和Al2O3/SiC双层膜,研究了溅射气压,溅射功率以及退火温度对性能的影响。对比了二者的结构、硬度以及耐腐蚀性。结果表明,Al2O3缓冲层降低了SiC薄膜与奥氏体不锈钢基底的热失配和晶格失... 用磁控溅射法在奥氏体不锈钢上分别制备了SiC单层膜和Al2O3/SiC双层膜,研究了溅射气压,溅射功率以及退火温度对性能的影响。对比了二者的结构、硬度以及耐腐蚀性。结果表明,Al2O3缓冲层降低了SiC薄膜与奥氏体不锈钢基底的热失配和晶格失配,减少了因其而产生的缺陷,从而改善了奥氏体不锈钢上SiC薄膜的结晶质量。 展开更多

关键词 Al2O3缓冲层 Al2O3/sic薄膜 硬度 耐腐蚀性

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SiC缓冲层用于改善硅基氮化镓薄膜的质量研究 被引量：3

7

作者 朱华超 满宝元 +2 位作者 庒惠照 刘玫 薛成山 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期247-249,共3页

用脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积GaN薄膜,为了减小Si衬底与GaN薄膜之间的热失配和晶格失配引入SiC缓冲层。脉冲激光沉积后的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在950℃下退火15min。得到结晶的GaN薄膜。并用X射线衍射、原子力显微镜... 用脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积GaN薄膜,为了减小Si衬底与GaN薄膜之间的热失配和晶格失配引入SiC缓冲层。脉冲激光沉积后的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在950℃下退火15min。得到结晶的GaN薄膜。并用X射线衍射、原子力显微镜、傅立叶红外吸收谱、光致发光谱研究了SiC缓冲层对GaN薄膜的结晶、形貌和光学性质的影响。 展开更多

关键词 脉冲激光沉积 氮化镓薄膜 碳化硅缓冲层 退火

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AlN缓冲层厚度对SiC薄膜性能的影响

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作者 王昆仑 徐涛 +3 位作者 王聪 罗淑琳 王婉霞 孙珲 《科技智囊》 2020年第5期59-62,共4页

SiC具有较大的带隙宽度和优异的热稳定性,可在高功率、高温(高达600℃)和高频(高达20GHz)条件下工作,在半导体器件中有着广泛的应用。Si是常用的制作SiC薄膜的基底材料,然而,由于基底Si和SiC靶材的晶格常数存在差异,使得它们之间存在较... SiC具有较大的带隙宽度和优异的热稳定性,可在高功率、高温(高达600℃)和高频(高达20GHz)条件下工作,在半导体器件中有着广泛的应用。Si是常用的制作SiC薄膜的基底材料,然而,由于基底Si和SiC靶材的晶格常数存在差异,使得它们之间存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配,影响了成膜质量,在一定程度上限制了SiC在微电子领域的应用。通过在Si与SiC之间添加AlN缓冲层可以有效地解决这一问题。文章通过磁控溅射制备了不同AlN缓冲层厚度的SiC薄膜,研究了AlN缓冲层厚度对SiC薄膜的结构、表面形貌、硬度和附着力的影响。研究结果表明,当AlN缓冲层厚度为60nm和90nm时,薄膜与基底附着效果最好,薄膜硬度超过20GPa。 展开更多

关键词 sic薄膜 ALN缓冲层 硬度 附着力

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一种带有注入增强缓冲层的4H-SiC GTO晶闸管 被引量：3

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作者 高吴昊 陈万军 +7 位作者 刘超 陶宏 夏云 谯彬 施宜军 邓小川 李肇基 张波 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第4期276-280,312,共6页

门极可关断(GTO)晶闸管是应用在脉冲功率领域中的一种重要的功率器件。目前,由于常规SiC GTO晶闸管的阴极注入效率较低,限制了器件性能的提高。提出了一种带有注入增强缓冲层的碳化硅门极可关断(IEB-GTO)晶闸管结构,相比于常规GTO晶闸... 门极可关断(GTO)晶闸管是应用在脉冲功率领域中的一种重要的功率器件。目前,由于常规SiC GTO晶闸管的阴极注入效率较低,限制了器件性能的提高。提出了一种带有注入增强缓冲层的碳化硅门极可关断(IEB-GTO)晶闸管结构,相比于常规GTO晶闸管结构,该结构有着更高的阴极注入效率,从而减小了器件的导通电阻和功耗。仿真结果表明,当导通电流为1 000 A/cm^2时,IEB-GTO晶闸管的比导通电阻比常规GTO晶闸管下降了约45.5%;在脉冲峰值电流为6 000 A、半周期为1 ms的宽脉冲放电过程中,器件的最大导通压降比常规GTO晶闸管降低了约58.5%。 展开更多

关键词 4H-sic 门极可关断(GTO)晶闸管 注入效率 缓冲层 脉冲功率

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双面散热SiC MOSFET模块的封装结构强度设计 被引量：9

10

作者 陆国权 刘文 梅云辉 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2018年第10期32-38,共7页

随着功率模块向高功率、高密度的方向快速发展,模块需要更高的散热效率。而传统引线键合模块只能实现单面散热,因此,双面散热的封装结构正被广泛关注。双面散热的封装模块采用缓冲层代替键合引线与芯片电极相连,增加散热通道,有效提高... 随着功率模块向高功率、高密度的方向快速发展,模块需要更高的散热效率。而传统引线键合模块只能实现单面散热,因此,双面散热的封装结构正被广泛关注。双面散热的封装模块采用缓冲层代替键合引线与芯片电极相连,增加散热通道,有效提高模块的散热效率,但双面互连的封装结构须承受更高的热应力。因此,为设计可靠的双面散热封装结构,本文以最大等效应力和最大塑性应变最小化为目标,采用有限元法,重点仿真研究了双面SiC模块应力缓冲层形状、厚度和焊层面积对模块各层材料的受力与变形的影响规律,为双面封装结构强度设计提供理论指导,实现高可靠双面散热封装SiC芯片。 展开更多

关键词 双面散热 有限元 纳米银 缓冲层 强度设计 碳化硅

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Ti,N共掺杂4H-SiC复合增强缓冲层生长及其对PiN二极管正向性能稳定性的改善

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作者 李传纲 鞠涛 +5 位作者 张立国 李杨 张璇 秦娟 张宝顺 张泽洪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期224-231,共8页

"双极型退化"现象严重阻碍了4H-SiC双极型器件如PiN二极管等的产品化,其微观机理是电子-空穴复合条件下层错由基面位错处的扩展.为遏制"双极型退化"现象,不仅要消除漂移层中的基面位错,还需要通过生长复合增强缓冲... "双极型退化"现象严重阻碍了4H-SiC双极型器件如PiN二极管等的产品化,其微观机理是电子-空穴复合条件下层错由基面位错处的扩展.为遏制"双极型退化"现象,不仅要消除漂移层中的基面位错,还需要通过生长复合增强缓冲层的方法阻止少子空穴到达含高密度基面位错片段的外延层/衬底界面.本文采用钛、氮共掺杂的方式进行缓冲层的生长,通过钛掺杂进一步降低缓冲层中的少子寿命.首先确定了钛掺杂浓度和钛源摩尔流量之间的定量关系,在此基础上制备了含钛、氮共掺杂缓冲层结构的4H-SiC PiN二极管,并在正向电流密度100 A/cm^2的条件下保持10 min,测量其正向压降随时间的变化.与无缓冲层结构、仅含高浓度氮掺杂缓冲层结构的4H-SiC PiN二极管相比,含钛、氮共掺杂缓冲层的二极管的正向压降稳定性得到了明显改善. 展开更多

关键词 4H-sic Ti掺杂 复合增强缓冲层 双极型退化

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4H-SiC外延晶片表面三角型缺陷形成机制及其优化工艺的研究

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作者 钱卫宁 冯淦 +2 位作者 钮应喜 孙永强 李奕洋 《智能电网》 2014年第6期46-49,共4页

通过光学显微镜和表面缺陷检测仪对4H-SiC外延晶片表面三角型缺陷进行观测和分析,发现三角型缺陷大致可以分为两类:头部无任何异物的三角型缺陷和头部带有异物的三角型缺陷。通过理论分析认为:头部无异物缺陷主要是由于缓冲层和外延层... 通过光学显微镜和表面缺陷检测仪对4H-SiC外延晶片表面三角型缺陷进行观测和分析,发现三角型缺陷大致可以分为两类:头部无任何异物的三角型缺陷和头部带有异物的三角型缺陷。通过理论分析认为:头部无异物缺陷主要是由于缓冲层和外延层的生长条件不同引起的;头部有异物缺陷主要是由于衬底玷污和生长过程中的掉落物引起的。在此基础上针对两种不同缺陷分别提出了相应外延优化工艺:缓冲层优化工艺和生长前衬底刻蚀优化工艺。实验结果显示,这两种优化工艺有效降低了三角型缺陷的数量,提高了外延晶片质量。 展开更多

关键词 4H-sic 同质外延 三角型缺陷 缓冲层优化 衬底预刻蚀

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磁控溅射功率对玻璃基DLC薄膜的结构和硬度的影响 被引量：5

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作者 刘翔 赵青南 +4 位作者 张泽华 李渊 曾臻 董玉红 赵杰 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3049-3053,共5页

用直流-射频磁控溅射镀膜工艺,在不同的溅射功率条件下,制备了玻璃/Si C/DLC(diamond-like carbon)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、纳米显微硬度仪,研究了DLC薄膜的组织结构、物... 用直流-射频磁控溅射镀膜工艺,在不同的溅射功率条件下,制备了玻璃/Si C/DLC(diamond-like carbon)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、纳米显微硬度仪,研究了DLC薄膜的组织结构、物相组成、表面形貌、维氏硬度。结果表明,随着功率的增大,ID/IG值先增大后减小,薄膜硬度呈现先增大后减小的趋势;当溅射功率为200 W时,ID/IG值为0. 56,镀膜玻璃的硬度值最大(830HV),相比未镀膜的玻璃基片,硬度值增加了23. 88%。 展开更多

关键词 DLC薄膜 硬度 磁控溅射功率 过渡层sic

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硅衬底氮化镓大失配应力调控方法研究 被引量：1

14

作者 王欢 田野 《科技创新与应用》 2023年第3期1-6,共6页

随着人工智能技术的不断发展,宽禁带半导体——氮化镓(GaN)引起研究者们越来越多的关注。但受限于大尺寸、低位错密度的GaN单晶衬底难以制备且稀缺,GaN材料的制备通常采用异质外延法,相较于碳化硅(SiC)、蓝宝石等异质衬底,硅(Si)衬底Ga ... 随着人工智能技术的不断发展,宽禁带半导体——氮化镓(GaN)引起研究者们越来越多的关注。但受限于大尺寸、低位错密度的GaN单晶衬底难以制备且稀缺,GaN材料的制备通常采用异质外延法,相较于碳化硅(SiC)、蓝宝石等异质衬底,硅(Si)衬底Ga N材料具有更高的性价比,在功率转换和通讯方面受到广泛的关注。但是Si衬底上制备GaN单晶薄膜是典型的大失配异质外延,由此导致的高位错密和应力问题严重制约Si衬底GaN材料的性能及发展。该文从缓冲层技术、图形化衬底技术和柔性衬底技术3个方面,对硅衬底氮化镓大失配应力调控方法进行研究,提出优点与不足,在总结前人在以上3个方面取得进展的基础上,对硅衬底氮化镓大失配应力调控方法的发展做展望。 展开更多

关键词 硅基氮化镓 应力 缓冲层 图形化衬底 柔性衬底

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