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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 , 陈秀芳 , 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 , 陈秀芳 , 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

同步辐射单色光形貌术观察6H-SiC单晶中的微管缺陷

胡小波 , 徐现刚 , 李现祥 , 董捷 , 韩荣江 , 王丽 , 李娟 , 王继扬 , 田玉莲 , 黄万霞 , 朱佩平

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.03.012

采用同步辐射单色光形貌术观察了6H-SiC单晶中的微管缺陷,发现晶片中Burgers矢量为1c的螺位错具有较高的密度.此外,还观察到对应较大Burgers矢量的微管.基于微管附近的应变场,并根据衍射几何,模拟计算了一系列具有不同Burgers矢量的微管在形貌像中的直径,计算结果与实验观察符合较好.

关键词: 同步辐射单色光形貌术 , 6H-SiC单晶 , 微管 , 模拟计算

6H-SiC晶片的退火处理

姜守振 , 李娟 , 陈秀芳 , 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 , 陈秀芳 , 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

温度及温度梯度对SiC单晶生长的影响

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

功能材料

利用升华法在高温低压下生长大直径SiC单晶.通过实验发现:在相同的轴向温度梯度下,SiC晶体平均生长速率随籽晶温度的升高而变大.通过减小轴向温度梯度,降低晶体生长界面的径向过饱和度分布,可以抑制多型的生长.通过优化温场的径向温度梯度,利用φ50mm的籽晶进行生长,得到了φ57mm的SiC单晶,实现了晶体的扩径生长.

关键词: SiC单晶 , 温度及温度梯度 , 生长速率 , 多型 , 扩径生长

显微激光拉曼光谱法鉴别SiC晶体的多型体结构

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

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.06.001

利用显微激光拉曼光谱法对掺氮6H-SiC单晶中的寄生多型体进行了鉴别,结果表明其中有4H-SiC和15R-SiC两种寄生多型体.不同SiC多型体的纵光学声子与等离子体激元的耦合模(LOPC模)表明:在掺氮6H-SiC单晶的生长条件下,6H-SiC的掺氮效应与4H-SiC存在明显差别,而与15R-SiC的掺氮效应相似.

关键词: 显微激光拉曼光谱法 , 碳化硅单晶 , 多型体鉴别 , 掺氮效应

6H-SiC单晶(0001)Si-面的表面生长形貌

韩荣江 , 王继扬 , 胡小波 , 董捷 , 李现祥 , 李娟 , 王丽 , 徐现刚 , 蒋民华

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.03.013

利用光学显微镜的反射模式观察了升华法生长的6H-SiC单晶(0001)Si-面的生长形貌,应用台阶仪测定了生长台阶高度.实验发现,6H-SiC单晶的生长台阶呈螺旋状,生长台阶呈现出了韵律束合现象.在单晶中间部分,生长台阶稀疏,台面较宽,约80μm左右,台阶高度较小,约20~50nm,比较宽的台面上存在小生长螺旋.外围单晶区域,生长台阶比较密集,其台阶高度较大,约300~700nm,台面宽度较小,约2~5μm.生长台阶在前进过程中受单晶中的微管缺陷影响,在微管的附近出现弯曲.

关键词: 6H-SiC单晶 , 表面生长形貌 , 生长台阶 , 韵律束合现象

高质量N型SiC单晶生长及其器件应用

杨祥龙 , 杨昆 , 陈秀芳 , 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

紫外倍频新晶体K2Al2B2O7的合成与生长

张承乾 , 王继扬 , 胡小波 , 江怀东 , 李静 , 刘耀岗 , 戚华 , 吴以成 , 陈创天

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.04.001

本文以高温固相反应合成了K2Al2B2O7(KABO);以自发成核的方法探索了KABO晶体生长的助熔剂体系,NaF为KABO晶体生长的最适宜助熔剂体系,适宜配比为KABO∶NaF=1∶2,讨论了籽晶方向对晶体生长的影响,[110]方向是KABO晶体生长的最佳籽晶方向;运用顶部籽晶生长技术以NaF为助熔剂成功生长出尺寸达50mm×20mm×17mm,重30g的高光学质量透明单晶.

关键词: 硼酸铝钾 , 合成 , 晶体生长 , 顶部籽晶生长法

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