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高真空下合成生长单晶用高纯碳化硅粉料 被引量:6
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作者 李斌 马康夫 +3 位作者 王英民 毛开礼 徐伟 《电子工艺技术》 2017年第3期164-167,共4页
采用自蔓延法合成单晶生长用高纯SiC粉料,特别地,将β-SiC合成过程放在高真空下进行,随后利用所合成的碳化硅粉料进行了碳化硅单晶生长。利用XRD、Raman光谱、SIMS(二次离子质谱仪)和非接触式电阻率测试仪等测试手段对合成粉料的物相、... 采用自蔓延法合成单晶生长用高纯SiC粉料,特别地,将β-SiC合成过程放在高真空下进行,随后利用所合成的碳化硅粉料进行了碳化硅单晶生长。利用XRD、Raman光谱、SIMS(二次离子质谱仪)和非接触式电阻率测试仪等测试手段对合成粉料的物相、晶型以及碳化硅单晶的纯度和电阻率等参数进行了表征。研究发现,将β-SiC合成过程放在高真空下进行,有助于高纯SiC粉料纯度的提升,特别是N浓度的降低。此外,高真空条件下合成的高纯碳化硅粉料有利于高纯半绝缘碳化硅单晶生长。 展开更多
关键词 高真空 碳化硅 粉料
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基于6H-SiC衬底外延石墨烯的被动锁模掺镱光纤激光器 被引量:6
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作者 刘江 +2 位作者 徐佳 徐现刚 王璞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期18-21,共4页
报道了6H-SiC衬底外延生长的石墨烯作为可饱和吸收体,环形腔结构的全正色散被动锁模掺镱光纤激光器。在注入抽运功率为250mW时,得到稳定的重复频率为1.05MHz的自锁模脉冲,平均输出功率为6mW;当注入抽运功率增加到480mW时,最大平均输出... 报道了6H-SiC衬底外延生长的石墨烯作为可饱和吸收体,环形腔结构的全正色散被动锁模掺镱光纤激光器。在注入抽运功率为250mW时,得到稳定的重复频率为1.05MHz的自锁模脉冲,平均输出功率为6mW;当注入抽运功率增加到480mW时,最大平均输出功率为20mW,相应的最高单脉冲能量为19nJ,激光脉冲宽度约为520ps。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 碳化硅衬底 外延石墨烯 被动锁模
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800 V充电平台中SiC材料的应用及发展趋势
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作者 靳霄曦 徐桂英 +3 位作者 毛开礼 李斌 张瑾 《电子工艺技术》 2024年第2期5-9,共5页
SiC功率器件具有优异的性能,已经成为高端新能源汽车的核心部件,并随着应用成本的降低在逐步取代传统的Si基器件。然而,SiC单晶生长的参数可控性差、成本高、扩径难度大,它的市场渗透受到制约。当前对于SiC材料的投资非常火热,国内也有... SiC功率器件具有优异的性能,已经成为高端新能源汽车的核心部件,并随着应用成本的降低在逐步取代传统的Si基器件。然而,SiC单晶生长的参数可控性差、成本高、扩径难度大,它的市场渗透受到制约。当前对于SiC材料的投资非常火热,国内也有大量产业项目开展,但是实际投产却相对较少,半导体材料行业准入门槛较高,也需警惕重复建设的风险。山西烁科晶体有限公司实现了6英寸(1英寸=25.4 mm)SiC衬底产业化,并推出了8英寸产品,计划在十四五期间内将年产能扩充至150万片以满足市场巨大的需求,同时不断提升产品的良率及性能,助力第三代半导体行业的发展,在实现“碳达峰碳中和”的目标道路上贡献力量。 展开更多
关键词 碳化硅单晶 新能源汽车 800 V充电平台 节能减排
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通H_2合成生长单晶用高纯碳化硅粉料 被引量:4
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作者 马康夫 王英民 +1 位作者 李斌 《电子工艺技术》 2016年第4期187-190,共4页
采用碳硅直接反应并在生长过程中通氢气的方法来合成单晶生长用高纯Si C粉料。利用XRD、Raman、粒度测试仪和GDMS(辉光放电质谱仪)等测试手段来对合成粉料的物相、晶型、粒度和纯度等参数进行了表征。最后利用生长过程中通H2合成的碳化... 采用碳硅直接反应并在生长过程中通氢气的方法来合成单晶生长用高纯Si C粉料。利用XRD、Raman、粒度测试仪和GDMS(辉光放电质谱仪)等测试手段来对合成粉料的物相、晶型、粒度和纯度等参数进行了表征。最后利用生长过程中通H2合成的碳化硅粉料进行了碳化硅单晶生长,并采用SIMS(二次离子质谱仪)和非接触式电阻率测试仪对碳化硅单晶的纯度以及电学性质进行了表征。发现生长过程中通H2有利于高纯Si C粉料纯度的提升,此外,通H2合成的高纯碳化硅粉料有利于高纯半绝缘碳化硅单晶的生长。 展开更多
关键词 高纯 碳化硅 粉料
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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
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作者 樊元东 毛开礼 +3 位作者 戴鑫 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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6英寸N型碳化硅晶体多线切割工艺 被引量:1
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作者 李斌 +4 位作者 李鹏 李天 毛开礼 何超 张馨丹 《电子工艺技术》 2023年第4期44-47,共4页
采用砂浆多线切割工艺加工6英寸(1英寸=25.4 mm)N型碳化硅晶体,研究了此工艺中钢线张力、线速度、进给速度等切割参数对晶片切割表面的影响。通过优化切割工艺参数,最终得到高平坦度、低翘曲度、低线痕深度的6英寸N型碳化硅晶片。
关键词 砂浆 多线切割 6英寸 碳化硅
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生长条件参数对碳纳米管阵列定向性的影响
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作者 樊元东 马康夫 +3 位作者 李斌 张辰宇 张馨丹 《磁性材料及器件》 CAS 2023年第4期19-24,共6页
采用化学气相沉积法(CVD)制备出了结构可控的碳纳米管阵列,并对其定向性进行了系统研究。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的形貌和结构进行了表征。结果发现碳纳米管阵列的石墨化程度及定向性受催化剂浓度、生长基底... 采用化学气相沉积法(CVD)制备出了结构可控的碳纳米管阵列,并对其定向性进行了系统研究。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的形貌和结构进行了表征。结果发现碳纳米管阵列的石墨化程度及定向性受催化剂浓度、生长基底位置、载气流速因素影响。结果表明,过低或过高的催化剂浓度以及载气流速都会使得碳纳米管阵列的定向性变差。而生长位置离基底中心越近,碳纳米管阵列的定向性越好。 展开更多
关键词 碳纳米管阵列 化学气相沉积 生长条件参数 定向性
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PVT法生长n型4H-SiC电阻率的研究 被引量:3
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作者 侯晓蕊 王英民 +5 位作者 李斌 刘燕燕 田牧 王程 王光耀 《电子工艺技术》 2019年第3期164-167,共4页
采用PVT法掺氮得到n型4H-SiC体单晶。研究了生长温度、冷却孔直径和掺氮量对电阻率的影响。实验结果表明:生长温度越低,掺氮量越多,晶片电阻率越低;冷却孔直径越小,掺氮量越多,晶片电阻率分布越均匀。但掺氮量过多会导致晶体结晶质量下... 采用PVT法掺氮得到n型4H-SiC体单晶。研究了生长温度、冷却孔直径和掺氮量对电阻率的影响。实验结果表明:生长温度越低,掺氮量越多,晶片电阻率越低;冷却孔直径越小,掺氮量越多,晶片电阻率分布越均匀。但掺氮量过多会导致晶体结晶质量下降。电阻率的分布与背景B和Al含量相关,随着C/Si的升高,生长台阶的降低,电阻率升高。通过调整温场和优化掺氮工艺,获得了结晶质量较好的n型4H-SiC单晶。 展开更多
关键词 n型4H-SiC 生长温度 冷却孔直径 掺氮量 电阻率均匀性
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高线速下碳化硅单晶的快速平坦化切割 被引量:3
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作者 靳霄曦 徐伟 +1 位作者 王英民 《超硬材料工程》 CAS 2019年第1期30-33,共4页
碳化硅单晶材料硬度很高,用传统的切片方式难以加工、效率低下,多线切割是加工硬脆材料的有效方式,文章通过使用电镀金刚石线多线切割设备,进行了高线速度条件下快速碳化硅单晶平坦化切片实验。为提高碳化硅切割效率,通过提高金刚石线速... 碳化硅单晶材料硬度很高,用传统的切片方式难以加工、效率低下,多线切割是加工硬脆材料的有效方式,文章通过使用电镀金刚石线多线切割设备,进行了高线速度条件下快速碳化硅单晶平坦化切片实验。为提高碳化硅切割效率,通过提高金刚石线速度,成功实现了用5.5小时进行4英寸碳化硅晶锭的切割,并将切割6英寸晶锭时间缩短至12小时左右。同时,为减小切割片翘曲度,进行了4英寸和6英寸碳化硅晶锭的切割试验,证明切割线速度直接影响切割片的翘曲度:随着线速度增大,晶片翘曲度减小。最后,研究了线速度和金刚石浓度对切割片表面的影响,发现提高线速度和使用高金刚石浓度的金刚石线都可使切割导致的损伤层减小。 展开更多
关键词 金刚石线 多线切割 碳化硅单晶 高线速度
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15.24cm(6英寸)高纯半绝缘4H-SiC单晶生长 被引量:1
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作者 王英民 +4 位作者 李斌 徐伟 王利忠 范云 张磊 《电子工艺技术》 2016年第5期305-306,共2页
SiC单晶是第三代半导体核心材料之一,具有宽带隙、高热导率、高临界击穿电场和高电子饱和迁移速率等,特别适合制作高密度集成的微电子器件和工作在高温、高频、高压、大功率和强辐射等极端条件下功率电子器件[1-3]。基于SiC单晶衬底制备... SiC单晶是第三代半导体核心材料之一,具有宽带隙、高热导率、高临界击穿电场和高电子饱和迁移速率等,特别适合制作高密度集成的微电子器件和工作在高温、高频、高压、大功率和强辐射等极端条件下功率电子器件[1-3]。基于SiC单晶衬底制备的GaN/SiCHEMT微波器件主要应用于军事领域,为了克服与衬底材料有关的寄生电容引起的信号损失,必须采用绝缘或者半绝缘衬底, 展开更多
关键词 半绝缘 cm 单晶生长 临界击穿电场 功率电子器件 微电子器件 核心材料 高热导率 寄生电容 第三代半导体
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N型4H-SiC表面改性及性能研究 被引量:2
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作者 王利忠 李斌 +3 位作者 王英民 侯晓蕊 张世伟 《电子工艺技术》 2019年第4期237-240,共4页
研究了在N型4H-SiC的表面上引入炔基来提高表面的固定密度和稳定性的方法。炔基的引入可以为DNA探针在碳化硅表面固定做好铺垫,从而改善碳化硅表面生物活性,为制备碳化硅基生物传感器具有一定指导意义。
关键词 N型碳化硅 表面改性 性能表征
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利用侧向生长机制在偏向4H-SiC衬底上生长3C-SiC
12
作者 李斌 田牧 《电子工艺技术》 2017年第1期41-44,共4页
引入了一种采用升华外延法在偏向4H-SiC衬底上生长3C-SiC的方法,提出了3C-SiC薄膜的生长模型,通过控制实现原位立方相3C成核,再沿台阶流方向侧向扩展3C-SiC单晶区域。连续多批次生长1 mm厚高质量3C-SiC样品,证明了该生长工艺的稳定性及... 引入了一种采用升华外延法在偏向4H-SiC衬底上生长3C-SiC的方法,提出了3C-SiC薄膜的生长模型,通过控制实现原位立方相3C成核,再沿台阶流方向侧向扩展3C-SiC单晶区域。连续多批次生长1 mm厚高质量3C-SiC样品,证明了该生长工艺的稳定性及重复性,XRD摇摆曲线半高宽(FWHM)34″~48″,表明结晶质量非常好。低温光致发光谱同样显示高结晶质量,残余N浓度(1~2)×1016 cm-3。这种3C-SiC材料的生长理念可以用于均匀3C-SiC薄膜材料制备或者为3C-SiC体块单晶生长提供籽晶。 展开更多
关键词 3C-SiC薄膜 侧向生长 偏向4H-SiC衬底
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6H-SiC的飞秒激光超衍射加工
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作者 云志强 +4 位作者 李威 罗维维 吴强 徐现刚 张心正 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期416-420,共5页
利用飞秒激光直写微纳加工平台,对6H-SiC材料进行了突破衍射极限的微纳结构加工研究.使用中心波长和脉宽分别为800nm和130fs的钛蓝宝石激光器和荧光倒置显微镜搭建了飞秒激光直写微纳加工平台,研究了在不同的实验条件下对6H-SiC的光学... 利用飞秒激光直写微纳加工平台,对6H-SiC材料进行了突破衍射极限的微纳结构加工研究.使用中心波长和脉宽分别为800nm和130fs的钛蓝宝石激光器和荧光倒置显微镜搭建了飞秒激光直写微纳加工平台,研究了在不同的实验条件下对6H-SiC的光学加工情况,采用扫描电子显微镜对加工结构进行表征.通过分析不同的激光功率和不同的曝光时间等实验条件下加工的分辨率,发现分辨率随着激光功率的减小而提高,随扫描速度的增大而提高,且能突破光学衍射极限.最终获得125nm的加工线宽,并加工了加工线宽240nm,周期1.0μm的线阵列.研究结果为微机电系统(MEMS)的微器件设计开创了新的思路,对发展MEMS器件具有重要意义. 展开更多
关键词 飞秒激光直写 超衍射加工 6H—SiC 微机电系统
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高纯半绝缘4H-SiC单晶的制备及研究 被引量:1
14
作者 王利忠 王英民 +3 位作者 李斌 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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Wavelength tunable passively Q-switched Yb-doped double-clad fiber laser with graphene grown on SiC
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作者 张丽强 卓壮 +3 位作者 王云征 陈秀芳 徐现刚 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第2期50-53,共4页
A passively Q-switched tunable Yb-doped double-clad fiber laser is demonstrated with graphene epitaxially grown on SiC.The spectral tuning of the Q-switched fiber laser is implemented by rotating a quartz plate filter... A passively Q-switched tunable Yb-doped double-clad fiber laser is demonstrated with graphene epitaxially grown on SiC.The spectral tuning of the Q-switched fiber laser is implemented by rotating a quartz plate filter inside the cavity.The central wavelength of the fiber laser can be continuously tuned from 1038.54 to 1056.22 nm.The maximum pulse energy of 0.65 μJ is obtained at the pump power of 4.08 W,and the corresponding pulse duration and average output power are 1.60 μs and 35 mW,respectively. 展开更多
关键词 GRAPHENE Optical pumping Q switching QUARTZ Silicon carbide YTTERBIUM
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籽晶偏向对高纯半绝缘4H-SiC晶体影响的研究
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作者 侯晓蕊 王英民 +7 位作者 李斌 王利忠 田牧 刘燕燕 淮珍 王程 王光耀 《电子工业专用设备》 2019年第3期1-3,16,共4页
采用PVT法得到高纯4H-SiC体单晶。研究了0°、1°、4°晶体对晶体台阶流、晶体结晶质量、晶体缺陷、晶体电学性能的影响;晶体台阶流采用奥林巴斯显微镜进行表征,晶体缺陷采用莱卡体系显微镜进行表征,晶体结晶质量采用高分辨... 采用PVT法得到高纯4H-SiC体单晶。研究了0°、1°、4°晶体对晶体台阶流、晶体结晶质量、晶体缺陷、晶体电学性能的影响;晶体台阶流采用奥林巴斯显微镜进行表征,晶体缺陷采用莱卡体系显微镜进行表征,晶体结晶质量采用高分辨XRD进行表征,晶体电学性能采用非接触电阻率测试仪进行表征。实验结果表明:4°籽晶生长的晶体缺陷最少,1°与4°籽晶生长的晶体结晶质量相当,0°籽晶生长的晶体电学性能最均匀。 展开更多
关键词 高纯4H-SiC 籽晶 晶片缺陷 结晶质量 电学性能
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4"半绝缘SiC单晶生长设备及生长工艺技术研究
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作者 王英民 李斌 +1 位作者 王利忠 《科技成果管理与研究》 2018年第11期78-79,共2页
碳化硅(SiC)衬底及芯片具有重要战略价值,国际上只有少数国家掌握该技术,并一直对我国进行技术封锁和产品禁运。在国家国际科技合作项目“4”半绝缘SiC单晶生长设备及生长工艺技术研究”(项目编号:2013DFR10020)支持下,中国电... 碳化硅(SiC)衬底及芯片具有重要战略价值,国际上只有少数国家掌握该技术,并一直对我国进行技术封锁和产品禁运。在国家国际科技合作项目“4”半绝缘SiC单晶生长设备及生长工艺技术研究”(项目编号:2013DFR10020)支持下,中国电子科技集团第二研究所碳化硅研究团队成功研制出“4英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶衬底”,全面突破了高纯半绝缘碳化硅单晶衬底研制过程中的一系列技术瓶颈,解决了国内在高纯半绝缘4H-SiC衬底方面完全依赖国外的局面,为我国微波射频技术实现跨越式发展提供了必要的基础。 展开更多
关键词 SIC单晶 技术封锁 生长工艺 生长设备 半绝缘 碳化硅单晶 科技合作项目 4H-SIC
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中国电科第二研究所:勇于创新 打破垄断 紧握SiC材料自主研发技术
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作者 张峰 姚俊怡 《中国军转民》 2018年第10期33-35,共3页
军民融合是兴国之举、强军之策,把军民融合发展上升为国家战略,是我们党长期探索经济建设和国防建设协调发展规律的重大成果,习近平总书记的强军思想为构建新时代军民融合发展体系提出了新的思路和方向。近年来,中国电子科技集团公... 军民融合是兴国之举、强军之策,把军民融合发展上升为国家战略,是我们党长期探索经济建设和国防建设协调发展规律的重大成果,习近平总书记的强军思想为构建新时代军民融合发展体系提出了新的思路和方向。近年来,中国电子科技集团公司第二研究所(以下简称“电科2所”)围绕国家深化军民融合发展战略,聚焦第三代半导体碳化硅(SiC)单晶材料,抢抓新机遇、打造新动能,不断突破技术壁垒,大力发展自主装备支撑下的碳化硅材料产业,矢志成为国内三代半导体材料主力军。 展开更多
关键词 中国电子科技集团公司 材料产业 研究所 勇于创新 研发技术 自主 SIC 融合发展战略
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200 mm高纯半绝缘SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料
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作者 张东国 李忠辉 +5 位作者 杨乾坤 彭大青 李传皓 罗伟科 王克超 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第1期F0003-F0003,共1页
南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN... 南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料(图1)。外延材料测试结果表明,二维电子气室温迁移率达到2 231 cm^(2)/(V·s),方块电阻片内不均匀性为2.3%(图2),GaN(0002)和(1012)面XRD摇摆曲线半高宽分别达到143 arcsec和233 arcsec,圆片弯曲度和翘曲度分别达到-18.7μm和27.1μm(图3)。材料显示了优良的结晶质量和电学特性,为GaN微波毫米波功率器件和MMIC应用奠定了良好的技术基础。 展开更多
关键词 AlGaN/GaN 外延材料 二维电子气 半绝缘 微波毫米波 方块电阻 摇摆曲线 迁移率
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