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同步辐射白光形貌术观察SiC单晶中的微小多型结构

李现祥 , 董捷 , 胡小波 , 李娟 , 姜守振 , 王丽 , , 徐现刚 , 王继扬 , 蒋民华 , 田玉莲 , 黄万霞 , 朱佩平

功能材料

采用同步辐射白光形貌术观察了6H和4H-SiC单晶片中的微小多型结构.基于透射同步辐射形貌术的衍射几何和晶片的取向,计算了SiC晶体中3种主要多型在Lane像中对应不同反射的成像位置,并与实际结果进行了比较.鉴别出6H和4H-SiC单晶中分别存在着少量的4H-SiC和15R-SiC多型的寄生生长.

关键词: 多型夹杂 , 同步辐射白光形貌术 , SiC单晶

SiC单晶片的超精密加工

李娟 , , 马德营 , 姜守振 , 李现祥 , 王丽 , 董捷 , 胡小波 , 徐现刚 , 王继扬 , 蒋民华

功能材料

半导体晶片的加工质量和精度,直接影响到器件的性能.本文提出了一种超精密加工SiC晶片的方法,并详细论述了化学机械抛光的原理.加工后的SiC单晶片,平整度为±3μm,粗糙度<5nm,且应力较小.

关键词: 化学机械抛光 , 粗糙度 , 平整度

6H-SiC晶片的退火处理

姜守振 , 李娟 , , 王英民 , 宁丽娜 , 于光伟 , 胡小波 , 徐现刚 , 王继杨 , 蒋民华

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.010

本文在背景Ar气压力为8×104Pa、温度为1800~2000℃的条件下,对升华法生长SiC单晶的籽晶进行了原位退火处理,利用原子力显微镜和光学显微镜对退火后的6H-SiC晶片表面进行了观察,研究了退火温度和时间对晶片表面的影响.发现经过退火处理后的籽晶表面存在规则的生长台阶,有助于侧面生长模式的发展,进一步有助于台阶流生长模式的发展.通过对籽晶的退火处理,降低了螺旋生长中心的密度,从而减少多型夹杂、小角度晶界和微管等缺陷的出现,提高了晶体质量.

关键词: 升华法 , SiC , 退火

6H-SiC单晶生长温度场优化及多型控制

李现祥 , 胡小波 , 董捷 , 姜守振 , 李娟 , , 王丽 , 徐现刚 , 王继扬 , 蒋民华

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.009

本文模拟了升华法生长6H-SiC单晶的不同温度场,并进行了相应的生长实验.结果表明:改变石墨坩埚和感应线圈的相对位置,可以改变温度场形状;下移石墨坩埚;可以增大温度场径向温度梯度.在不同的径向温度梯度下,6H-SiC晶体分别以凹界面、平界面和凸界面生长.晶体生长界面的形状和速率影响晶体多型的产生,在平界面,生长速率小于300μm/h的晶体生长条件下,可获得无多型的高质量6H-SiC单晶.

关键词: 温度场 , 6H-SiC单晶 , 径向温度梯度 , 多型

高质量N型SiC单晶生长及其器件应用

杨祥龙 , 杨昆 , , 彭燕 , 胡小波 , 徐现刚 , 李赟 , 赵志飞

人工晶体学报

采用物理气相传输法在(0001)面偏向<11-20>方向4°的籽晶上生长了掺氮低电阻率碳化硅(SiC)单晶.结合碳化硅邻位面生长机制,通过优化温场设计,在近平温场下生长出了晶型稳定、微管密度低、高结晶质量的低电阻率4H-SiC单晶.在加工的“epi-ready”SiC衬底上进行了同质外延,获得了光滑的外延层表面.利用该外延材料研制了600V/10 A SiC肖特基二极管,器件的直流性能与进口衬底结果相当,反向漏电成品率高达67%.另外研制了600 V/50 A SiC肖特基二极管,器件的直流性能也达到了进口衬底水平.

关键词: 碳化硅 , 物理气相传输 , 外延 , 肖特基二极管

AIN单晶生长研究进展

李娟 , 胡小波 , 姜守振 , , 李现祥 , 王丽 , 徐现刚 , 王继扬 , 蒋民华

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.041

AlN是一种重要的半导体材料,由于具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优越的特性,在微电子和光电子领域具有广泛的应用前景.本文综述了国际上AlN单晶生长的研究进展,对其结构特点、生长方法的选择、生长过程中的问题及存在的结构缺陷等方面进行了介绍.

关键词: 氮化铝 , 升华法 , 坩埚材料

同步辐射背反射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的小角晶界和微管

姜守振 , 黄先荣 , 胡小波 , 李娟 , , 王英民 , 宁丽娜 , 徐现刚 , 蒋民华

功能材料

利用同步辐射X射线形貌术对升华法生长的6H-SiC(0001)晶片中的小角晶界与微管缺陷进行了研究.小角晶界在同步辐射中的形貌成直线沿〈11- 00〉方向分布.根据螺位错附近的应变场和衍射几何,模拟了基本Burgers矢量大小的螺位错在同步辐射形貌像中的衍衬像,模拟结果与实验结果符合较好.据此指认了基本螺位错,并确定了微管Burgers矢量的大小.

关键词: 同步辐射背反射白光形貌术 , 小角度晶界 , 微管 , SiC , 升华法

6H-SiC单晶表面ZnO薄膜的制备及其结构表征

孙柏 , 李锐鹏 , 赵朝阳 , 徐彭寿 , 张国斌 , 潘国强 , , 徐现刚

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00753

利用脉冲激光淀积(PLD)技术在6H-SiC单晶衬底上制备了ZnO薄膜. 利用X射线衍射(XRD), 反射式高能电子衍射(RHEED)和同步辐射掠入射X射线衍射(SRGID)φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构. 结果表明:在单晶6H-SiC衬底上制备的ZnO薄膜已经达到单晶水平, 不同入射角的SRGID结果, 显示了ZnO薄膜内部不同深度处a方向的晶格弛豫是不一致的, 从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处, a方向的晶格常数分别为0.3264、0.3272和0.3223nm. 通过计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.504, ZnO薄膜与单晶6H-SiC衬底在平行于衬底表面a轴方向的实际晶格失配度为5.84%.

关键词: 脉冲激光淀积 , ZnO , SiC , X-ray grazing incidence diffraction

6H-SiC单晶表面ZnO薄膜的制备及其结构表征

孙柏 , 李锐鹏 , 赵朝阳 , 徐彭寿 , 张国斌 , 潘国强 , , 徐现刚

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.04.024

利用脉冲激光淀积(PLD)技术在6H-SiC单晶衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),反射式高能电子衍射(RHEED)和同步辐射掠入射X射线衍射(SRGID)φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构.结果表明:在单晶6H-SiC衬底上制备的ZnO薄膜已经达到单晶水平,不同入射角的SRGID结果,显示了ZnO薄膜内部不同深度处α方向的晶格弛豫是不一致的,从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处,α方向的晶格常数分别为0.3264、0.3272和0.3223nm.通过计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.504,ZnO薄膜与单晶6H-SiC衬底在平行丁衬底表面α轴方向的实际晶格失配度为5.84%.

关键词: 脉冲激光淀积 , 氧化锌 , 碳化硅 , 掠入射X射线衍射

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