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宽禁带半导体碳化硅单晶生长和物性研究进展 被引量:14
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作者 同华 刘春俊 +10 位作者 王波 王锡铭 郭钰 赵宁 李龙远 刘宇 黄青松 贾玉萍 王刚 郭丽伟 陈小龙 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期234-241,共8页
本文介绍了最近几年在SiC单晶生长和晶片加工技术产业化进程中的系列进展。研究出SiC单晶生长的扩径技术,4英寸SiC晶体单晶直径达105 mm。晶体质量逐步提高,至2011年,大部分晶片微管密度小于1个/cm2,反映晶体结晶质量的X射线摇摆曲线半... 本文介绍了最近几年在SiC单晶生长和晶片加工技术产业化进程中的系列进展。研究出SiC单晶生长的扩径技术,4英寸SiC晶体单晶直径达105 mm。晶体质量逐步提高,至2011年,大部分晶片微管密度小于1个/cm2,反映晶体结晶质量的X射线摇摆曲线半高宽小于20″;生长的导电型SiC晶体电阻率小于0.02Ω.cm,半绝缘型SiC晶体电阻率大于108Ω.cm,电阻率分布均匀性良好。研究出即开即用SiC晶片批量加工技术,晶片表面粗糙度低于0.2 nm,翘曲度和总厚度变化满足工业化批量生产要求。与此同时,在基础物性研究方面也取得了系列研究成果。首次在实验上给出了直接证据证明SiC晶体中的双空位能够诱导出磁性,并从理论上予以证明。利用多种方法在SiC衬底上成功制备出大面积、高质量、性能优异的石墨烯。 展开更多
关键词 SIC晶体 单晶生长 晶片加工 磁性 石墨烯
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碳化硅同质外延质量影响因素的分析与综述
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作者 郭钰 刘春俊 +5 位作者 张新河 沈鹏远 张博 娄艳芳 同华 杨建 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期210-217,共8页
碳化硅(SiC)外延质量会直接影响器件的性能和使用寿命,在SiC器件应用中起到关键作用。SiC外延质量一方面受衬底质量的影响,例如衬底的堆垛层错(SF)会贯穿到外延层中形成条状层错(BSF),螺位错(TSD)会贯穿到外延层中形成坑点或Frank型层错... 碳化硅(SiC)外延质量会直接影响器件的性能和使用寿命,在SiC器件应用中起到关键作用。SiC外延质量一方面受衬底质量的影响,例如衬底的堆垛层错(SF)会贯穿到外延层中形成条状层错(BSF),螺位错(TSD)会贯穿到外延层中形成坑点或Frank型层错(Frank SF)等。另一方面受到外延工艺的影响,如在外延过程中衬底的基平面位错(BPD)受应力等条件作用会滑移形成Σ形基平面位错(Σ-BPD),衬底的TSD或刃位错(TED)会衍生为腐蚀坑(Pits),以及新产生SF和硅滴等。因此,获得高质量的SiC外延晶片需要从优选SiC衬底和优化外延工艺两方面入手。本文对外延生长过程中晶体缺陷如何转化并影响器件性能进行了系统分析和综述,并基于北京天科合达半导体股份有限公司量产的高质量6英寸SiC衬底,探讨了常见缺陷,如BPD、层错、硅滴和Pits等的形成机理及其控制技术,并对Σ-BPD的产生机理和消除方法进行研究,最终获得了片内厚度和浓度均匀性良好、缺陷密度低的外延产品,完成了650和1 200 V外延片产品的开发和产业化工作。 展开更多
关键词 碳化硅 同质外延 外延生长 缺陷 位错 小坑
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碳化硅在导热材料中的应用及其最新研究进展 被引量:3
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作者 江汉文 俞星星 +3 位作者 薛名山 同华 洪珍 梁丹妮 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2021年第2期51-60,共10页
随着社会的发展和科学技术的进步,电子设备和仪器越来越趋向精密化、小型化和高性能化,而效能提升随即带来对导热散热的高需求。其中,碳化硅(SiC)由于具有良好的耐磨性、高温力学性、抗氧化性、宽带隙等特性,在半导体、核能、国防及空... 随着社会的发展和科学技术的进步,电子设备和仪器越来越趋向精密化、小型化和高性能化,而效能提升随即带来对导热散热的高需求。其中,碳化硅(SiC)由于具有良好的耐磨性、高温力学性、抗氧化性、宽带隙等特性,在半导体、核能、国防及空间技术等高科技领域具有广阔的应用前景。除此之外,SiC具有的高导热系数奠定了其在第三代半导体材料中的地位,促进了其在新一代芯片技术和导热散热技术领域的推广应用。本综述对SiC的晶体结构、导热机理和影响其导热性的多型体、二次相、晶体尺寸、孔隙率、温度等因素进行了分析,并讨论了SiC掺杂对导热性能的影响;总结了SiC作为导热材料的应用及其国内外最新研究进展,并展望了SiC作为导热材料的未来发展趋势。 展开更多
关键词 碳化硅 导热机理 第三代半导体 陶瓷 导热散热材料
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8英寸导电型4H-SiC单晶衬底制备与表征 被引量:2
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作者 娄艳芳 巩拓谌 +4 位作者 张文 郭钰 同华 杨建 刘春俊 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第12期2131-2136,共6页
使用物理气相传输法(PVT)通过扩径技术制备出直径为209 mm的4H-SiC单晶,并通过多线切割、研磨和抛光等一系列加工工艺制备出标准8英寸SiC单晶衬底。使用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、光学显微镜、电阻仪、偏光应力仪、面型检测仪、... 使用物理气相传输法(PVT)通过扩径技术制备出直径为209 mm的4H-SiC单晶,并通过多线切割、研磨和抛光等一系列加工工艺制备出标准8英寸SiC单晶衬底。使用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、光学显微镜、电阻仪、偏光应力仪、面型检测仪、位错检测仪等设备,对8英寸衬底的晶型、结晶质量、微管、电阻率、应力、面型、位错等进行了详细表征。拉曼光谱表明8英寸SiC衬底100%比例面积为单一4H晶型;衬底(004)面的5点X射线摇摆曲线半峰全宽分布在10.44″~11.52″;平均微管密度为0.04 cm^(-2);平均电阻率为0.020 3Ω·cm。使用偏光应力仪对8英寸SiC衬底内部应力进行检测表明整片应力分布均匀,且未发现应力集中的区域;翘曲度(Warp)为17.318μm,弯曲度(Bow)为-3.773μm。全自动位错密度检测仪对高温熔融KOH刻蚀后的8英寸衬底进行全片扫描,平均总位错密度为3 293 cm^(-2),其中螺型位错(TSD)密度为81 cm^(-2),刃型位错(TED)密度为3 074 cm^(-2),基平面位错(BPD)密度为138 cm^(-2)。结果表明8英寸导电型4H-SiC衬底质量优良,同比行业标准达到行业先进水平。 展开更多
关键词 8英寸SiC单晶衬底 物理气相传输法 X射线摇摆曲线 微管密度 翘曲度和弯曲度 位错密度
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图书馆的文印工作也要讲科学——我对搞好油印工作的认识和实践
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作者 同华 《图书情报工作》 1983年第4期30-32,共3页
我馆全部油印业务是统一归口由油印组承担的。随着全馆业务范围的不断扩大,工作项目日愈增多,油印数量逐年增加。根据1978至1982共五年的统计,平均年印量为:书刊编目片与借书卡近十万张;《生物科学通讯》与《图书馆与读者——生物科学... 我馆全部油印业务是统一归口由油印组承担的。随着全馆业务范围的不断扩大,工作项目日愈增多,油印数量逐年增加。根据1978至1982共五年的统计,平均年印量为:书刊编目片与借书卡近十万张;《生物科学通讯》与《图书馆与读者——生物科学文献通报》两种定期内部发行的刊物,以及定题服务、书展目录、新书公告、新书预约单、催书单。 展开更多
关键词 图书馆 油印机 胶印油墨 卡片 调墨油 工作项目 定题服务 实践证明 生物科学 科学文献
原文传递
Effects of Post-Thermal Treatment on Quality of SiC Grown by PVT Method 被引量:1
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作者 朱丽娜 陈小龙 +3 位作者 杨慧 同华 倪代秦 胡伯清 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2006年第8期2273-2276,共4页
We report the effects of post-thermal treatment on the quality of 2-inch 6H-SiC wafer cut from a crystal boule grown by physical vapour transportation method. The full widths at half maximum of x-ray diffraction rocki... We report the effects of post-thermal treatment on the quality of 2-inch 6H-SiC wafer cut from a crystal boule grown by physical vapour transportation method. The full widths at half maximum of x-ray diffraction rocking curves measured on sites across the 2-inch wafer become narrower, indicating the quality improvement after a three-step post-thermal treatment. It is found that the most common defects such as micropipes and inclusions can be significantly reduced after the treatment. Our results show that the post-thermal treatment is an effective route to improve the quality of SiC single crystals. 展开更多
关键词 CARBIDE SINGLE-CRYSTALS SILICON-CARBIDE SUBLIMATION GROWTH VAPORTRANSPORT DEFECTS INGOTS
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影响化学机械抛光4H导电SiC晶片表面质量的关键参数研究 被引量:5
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作者 郭钰 同华 +4 位作者 刘春俊 袁文霞 蔡振立 张贺 王波 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期759-765,共7页
选用二氧化硅抛光液抛光4H导电SiC晶片表面,探究影响SiC晶片表面质量的关键参数,获得更高的去除效率和表面质量。实验结果表明,SiC表面的氧化是氢氧根离子和双氧水共同作用的结果。保持压力不变并增加氢氧根离子或双氧水的含量,SiC表面... 选用二氧化硅抛光液抛光4H导电SiC晶片表面,探究影响SiC晶片表面质量的关键参数,获得更高的去除效率和表面质量。实验结果表明,SiC表面的氧化是氢氧根离子和双氧水共同作用的结果。保持压力不变并增加氢氧根离子或双氧水的含量,SiC表面去除速率先增加后保持不变。在更大的压力下增加氢氧根离子的含量,SiC表面的抛光去除速率进一步增加。通过优化的抛光参数,SiC表面的抛光去除速率达到142 nm/h。进一步研究结果表明,保持化学机械抛光过程中氧化作用与机械作用相匹配,是获得高抛光效率和良好的表面质量的关键。表面缺陷检测仪(Candela)和原子力显微镜(AFM)的测试结果表明,SiC抛光片表面无划痕,粗糙度达到0.06 nm。外延后总缺陷密度小于1个/cm2,粗糙度达到0.16 nm。 展开更多
关键词 碳化硅 化学机械抛光 PH值 压力 双氧水
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4H-SiC晶体中的层错研究 被引量:3
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作者 赵宁 刘春俊 +1 位作者 王波 同华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期540-544,共5页
采用物理气相传输法(PVT法)在4英寸(1英寸=25.4 mm)偏<11ˉ20>方向4°的4H-SiC籽晶的C面生长4H-SiC晶体。用熔融氢氧化钾腐蚀4H-SiC晶体,并利用光学显微镜研究了晶体中的堆垛层错缺陷的形貌特征和生长过程中氮掺杂对4H-SiC晶... 采用物理气相传输法(PVT法)在4英寸(1英寸=25.4 mm)偏<11ˉ20>方向4°的4H-SiC籽晶的C面生长4H-SiC晶体。用熔融氢氧化钾腐蚀4H-SiC晶体,并利用光学显微镜研究了晶体中的堆垛层错缺陷的形貌特征和生长过程中氮掺杂对4H-SiC晶体中堆垛层错缺陷的影响。结果显示,4H-SiC晶片表面的基平面位错缺陷的连线对应于晶体中的堆垛层错,并且该连线的方向平行于<1ˉ100>方向。相对于非故意氮掺杂生长的4H-SiC晶体,氮掺杂生长的4H-SiC晶体中堆垛层错显著偏多。然而,在氮掺杂生长的4H-SiC晶体的小面区域,虽然氮浓度高于其他非小面区域,但是该小面区域并没有堆垛层错缺陷存在,推测这主要是由于4H-SiC晶体小面区域特有的晶体生长习性导致的。 展开更多
关键词 SIC 基平面位错 堆垛层错 氮掺杂
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4H-SiC外延层中堆垛层错与衬底缺陷的关联性研究 被引量:1
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作者 郭钰 同华 +2 位作者 刘春俊 杨占伟 蔡振立 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期748-754,共7页
本研究探讨了同质外延生长的4H-SiC晶片表面堆垛层错(SF)的形貌特征和起因。依据表面缺陷检测设备KLA-Tencor CS920的光致发光(PL)通道和形貌通道的特点,将SF分为五类。其中I类SF在PL通道图中显示为梯形,在形貌图中不显示;II类SF在PL通... 本研究探讨了同质外延生长的4H-SiC晶片表面堆垛层错(SF)的形貌特征和起因。依据表面缺陷检测设备KLA-Tencor CS920的光致发光(PL)通道和形貌通道的特点,将SF分为五类。其中I类SF在PL通道图中显示为梯形,在形貌图中不显示;II类SF在PL通道图中显示为三角形,且与I类SF重合,在形貌图中显示为胡萝卜形貌。III-V类SF在PL通道图中均显示为三角形,在形貌图中分别显示为胡萝卜、无对应图像或三角形。研究结果表明,I类SF起源于衬底的基平面位错(BPD)连线,该连线平行于<1100>方向,在生长过程中沿着<112ˉ0>方向移动,形成基平面SF。II类和大部分的III-IV类SF起源于衬底的BPD,其中一个BPD在外延过程中首先转化为刃位错(TED),并在外延过程中延<0001>轴传播,其余BPD或由TED分解形成的不全位错(PDs)在(0001)面内传播形成三角形基平面SF。其余的III-V类SF起源于衬底的TED或其它。II-III类SF在形貌通道中显示为胡萝卜,而IV类SF不显示,主要区别在于外延过程中是否有垂直于(0001)面的棱镜面SF与表面相交。上述研究说明减少衬底的BPD,对减少外延层中的SF尤为重要。 展开更多
关键词 碳化硅 同质外延 位错 堆垛层错
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