SiC单晶的性质、生长及应用 被引量：11

1

作者 王世忠 徐良瑛 +3 位作者 束碧云 肖兵 庄击勇 施尔畏 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期527-534,共8页

本文综述了 Ｓｉ Ｃ 单晶的物理性质、晶体结构、制备过程以及应用等详细地介绍了大尺寸 Ｓｉ Ｃ 单晶的 Ｐ Ｖ Ｔ 法制备和该过程中的关键要素， 分析了 Ｐ Ｖ Ｔ 法制备的 Ｓｉ

关键词 碳化硅 单晶 半导体器件 晶体生长 PVT法

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SiC单晶生长 被引量：10

2

作者 刘喆 徐现刚 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期274-278,共5页

本文综述了国际上SiC单晶生长的发展历史及现状。从其结构特点生长方法的选择 。

关键词 SIC单晶 碳化硅 宽禁带半导体 晶体生长 气相生长 晶体缺陷

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生长单晶用SiC粉料合成工艺研究进展 被引量：10

3

作者 马康夫 王英民 +1 位作者 李斌 徐伟 《电子工艺技术》 2016年第3期128-134,共7页

Si C以其优异的物理化学性能在很多领域都有着广泛的应用前景,做为第三代半导体材料,Si C单晶是制作高频、大功率电子器件的理想材料。针对用于单晶生长的高纯Si C粉料的合成方法与合成工艺的研究现状进行了阐述,并对不同合成方法优缺... Si C以其优异的物理化学性能在很多领域都有着广泛的应用前景,做为第三代半导体材料,Si C单晶是制作高频、大功率电子器件的理想材料。针对用于单晶生长的高纯Si C粉料的合成方法与合成工艺的研究现状进行了阐述,并对不同合成方法优缺点进行了评述,不同合成工艺对合成产物的影响进行了总结,提出了生长单晶用Si C粉料的研究方向。 展开更多

关键词 SIC 生长单晶 粉料 合成

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低温化学气相沉积SiC涂层显微结构及晶体结构研究 被引量：9

4

作者 刘荣军 张长瑞 +3 位作者 周新贵 曹英斌 刘晓阳 张彬 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1107-1111,共5页

在CH_3SiCl_3-H_2体系中,采用化学气相沉积法(CVD)在1000～1300℃制备了SiC涂层。研究了SiC涂层的沉积速率和温度之间的关系,发现低温化学气相沉积SiC为动力学控制过程,反应的表观活化能为85～156 kJ/mol。SiC涂层的外观颜色及涂层表面... 在CH_3SiCl_3-H_2体系中,采用化学气相沉积法(CVD)在1000～1300℃制备了SiC涂层。研究了SiC涂层的沉积速率和温度之间的关系,发现低温化学气相沉积SiC为动力学控制过程,反应的表观活化能为85～156 kJ/mol。SiC涂层的外观颜色及涂层表面的显微结构随沉积温度变化而呈现规律的变化:当沉积温度<1150℃时,SiC涂层的外观颜色为银白色,涂层表面致密、光滑;当温度≥1150℃时,SiC涂层外观颜色逐渐变暗,涂层表面变得疏松、粗糙。利用XRD分析了不同沉积温度下SiC涂层的晶体结构,随着温度的升高,SiC涂层的结晶由不完整趋向于完整;当沉积温度≥1150℃,SiC涂层的XRD谱图中除了β-SiC外还出现了少量α-SiC。 展开更多

关键词 碳化硅涂层 沉积温度 低温化学气相沉积 显微结构 晶体结构

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蓝宝石衬底上异质外延生长碳化硅薄膜的研究 被引量：7

5

作者 王剑屏 郝跃 +2 位作者 彭军 朱作云 张永华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1793-1797,共5页

报道了在蓝宝石 (α Al2 O3)衬底上采用atmosphericpressurechemicalvapor(APCVD)技术异质外延碳化硅薄膜材料的研究 .通过引入Ⅲ Ⅴ族氮化物为中间的缓冲层 ,在C(0 0 0 1)蓝宝石上成功地生长出SiC薄膜 ,经过四晶衍射分析 ,分别在 35 ... 报道了在蓝宝石 (α Al2 O3)衬底上采用atmosphericpressurechemicalvapor(APCVD)技术异质外延碳化硅薄膜材料的研究 .通过引入Ⅲ Ⅴ族氮化物为中间的缓冲层 ,在C(0 0 0 1)蓝宝石上成功地生长出SiC薄膜 ,经过四晶衍射分析 ,分别在 35 4 9°和 75 0 2°发现了 6H SiC(0 0 0 6 )面和 (0 0 0 12 )晶面族的对称衍射峰 ,显示SiC薄膜的晶体取向与(0 0 0 1)面的衬底是相同的 .扫描电子显微镜 (SEM)的观察显示薄膜表面连续、光滑 ,不要利用二次离子质谱仪(SIMS)方法对生长膜层在纵向剖面的元素结构进行了分析 。 展开更多

关键词 蓝宝石衬底 异质外延生长 碳化硅薄膜 化学汽相淀积

原文传递

3ω方法测量各向异性SiC晶体的导热系数 被引量：8

6

作者 苏国萍 唐大伟 +2 位作者 郑兴华 邱琳 杜景龙 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1885-1888,共4页

碳化硅晶体具有很高的导热系数,能够在高温下操作,作为有希望用于微电子机械系统的材料,引起了人们的广泛关注。本文使用3ω方法测量了各向异性材料碳化硅晶体三个不同方向的导热系数。在碳化硅晶体样品的表面布置三个位置不同,一定尺... 碳化硅晶体具有很高的导热系数,能够在高温下操作,作为有希望用于微电子机械系统的材料,引起了人们的广泛关注。本文使用3ω方法测量了各向异性材料碳化硅晶体三个不同方向的导热系数。在碳化硅晶体样品的表面布置三个位置不同,一定尺度和形状的微型Au金属探测器。每个微型Au金属探测器的温度波动情况包含样品不同方向的热信号。根据谐波法测量原理和各向异性材料碳化硅晶体的导热特性,可得到碳化硅晶体样品x,y和z方向的导热系数。使用所设计的微型金属探测器结构,首次可同时获得各向异性材料三个方向的导热系数。 展开更多

关键词 SIC晶体 3ω方法 各向异性 导热系数

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碳化硅晶体与器件研究进展

7

作者 陈永佳 《陕西国防职教研究》 2024年第1期42-45,共4页

本文探讨了碳化硅晶体及器件的发展,碳化硅是第三代半导体的典型代表,其晶体结构主要包括立方的3C-SiC和六方的4H-SiC、6H-SiC,结构稳定。立方的3C结构主要用于环境监测、光学通信和生物传感器领域,六方的4H结构具有更高的电子迁移率,... 本文探讨了碳化硅晶体及器件的发展,碳化硅是第三代半导体的典型代表,其晶体结构主要包括立方的3C-SiC和六方的4H-SiC、6H-SiC,结构稳定。立方的3C结构主要用于环境监测、光学通信和生物传感器领域,六方的4H结构具有更高的电子迁移率,可用于制备高频和大功率器件,六方的6H结构的深能级缺陷浓度比其他两种结构低很多,对要求载流子复合率低的器件衬底的制备方面具有独特作用,该结构广泛用于太阳电池和集成电路领域。碳化硅器件在军工电子技术、现代通信和新能源开发等领域均有重要应用。 展开更多

关键词 碳化硅 晶体结构 现代通信 太阳电池 集成电路

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热丝法低温生长硅上单晶碳化硅薄膜 被引量：5

8

作者 张荣 施洪涛 +3 位作者 郑有 于是东 何宇亮 刘湘娜 《高技术通讯》 CAS CSCD 1994年第11期10-13,共4页

提出了热丝化学气相淀积法，在低温（６００－７５０℃）下成功地生长出硅上单晶碳化硅薄膜，Ｘ光衍射谱、喇曼光谱证实了外延膜的单晶结构，光致发光测量证明外延ＳｉＣ材料室温下可稳定发射可见光。

关键词 热丝法 低温生长 碳化硅 单晶

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碳化硅长晶工艺中压力控制系统设计

9

作者 王宏杰 靳丽岩 +1 位作者 李林高 王飞龙 《电子工业专用设备》 2024年第1期30-33,共4页

通过对碳化硅晶体生长设备和工艺研究,提出压力稳定性对碳化硅晶体生长质量的重要性,经过对不同压力下控制方式的分析比较,提出了一种稳定的压力控制系统方法,并经过实践验证满足碳化硅晶体生长的工艺稳定性要求。

关键词 碳化硅 晶体生长 压力控制

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数值模拟顶部籽晶溶液生长法制备单晶碳化硅的研究进展 被引量：2

10

作者 隋占仁 徐凌波 +4 位作者 崔灿 王蓉 杨德仁 皮孝东 韩学峰 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第6期1067-1085,共19页

宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)凭借着其高击穿场强、高热导率、耐高温、高化学稳定性和抗辐射等优异性能,在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。大尺寸、高质量、低成本的单晶SiC的制备是SiC相关半导体... 宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)凭借着其高击穿场强、高热导率、耐高温、高化学稳定性和抗辐射等优异性能,在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。大尺寸、高质量、低成本的单晶SiC的制备是SiC相关半导体产品规模化应用的前提。顶部籽晶溶液生长(TSSG)法生长的单晶SiC有着晶体质量高、易扩径、易p型掺杂等优势,有望成为制备单晶SiC的主流方法。但目前由于该方法涉及的生长机理复杂,研究者对其内部机理的理解还不够充分,难以对TSSG生长设备和方法进行有效的改进与优化。利用计算机对TSSG法生长单晶SiC生长过程进行数值模拟被认为是对其内部机理探究的有效途径之一。本文首先回顾了TSSG法生长单晶SiC和相关数值模拟分析的发展历程,介绍了TSSG法生长单晶SiC和数值模拟的基本原理,然后介绍了数值模拟方法计算分析TSSG法生长单晶SiC模型涉及的主要模块、影响单晶生长的主要因素(如马兰戈尼力、浮力、电磁力等),以及对数值模型的优化方法。最后,指出了数值模拟方法计算分析TSSG法生长单晶SiC在未来的重点研究方向。 展开更多

关键词 宽禁带半导体 碳化硅 顶部籽晶溶液生长法 数值模拟 有限元 晶体生长 机器学习

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3C-SiC中嬗变原子(Mg、Be、Al)对He间隙原子迁移行为影响的第一性原理研究

11

作者 张洋 汤贤 +2 位作者 成国栋 吴飞宏 周楠 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-8,共8页

辐照条件下固体嬗变原子对立方碳化硅(3C-SiC)基体内氦泡形成过程中的作用尚不明确。本文基于密度泛函理论研究了Mg、Be、Al这三种固体嬗变原子对He间隙原子在3C-SiC基体内的形成能以及迁移行为的影响。计算发现,He原子在3C-SiC基体中... 辐照条件下固体嬗变原子对立方碳化硅(3C-SiC)基体内氦泡形成过程中的作用尚不明确。本文基于密度泛函理论研究了Mg、Be、Al这三种固体嬗变原子对He间隙原子在3C-SiC基体内的形成能以及迁移行为的影响。计算发现,He原子在3C-SiC基体中主要稳定于由Si或C原子组成的四面体间隙中,且易于在相邻间隙间迁移。当嬗变原子浓度从0增至5%(物质的量分数)时,碳四面体间隙位点的He原子形成能先是骤降、然后随着固体原子浓度的增大而线性改变,而硅四面体间隙位点的He原子形成能则是和固体原子浓度呈多次函数关系。同时,三种固体原子也使He原子的迁移势垒和扩散系数发生明显改变,He原子从C原子间隙迁移到Si原子间隙的迁移势垒随着固体原子浓度的升高而线性降低、扩散系数逐渐增大;从Si原子间隙迁移到C原子间隙的迁移势垒与浓度呈多次函数关系,扩散系数与势垒曲线反相关。无论哪种路径和掺杂浓度,固体原子的加入都促进了He原子的迁移,这为气泡的成核生长提供了有利条件。 展开更多

关键词 碳化硅 氦泡 扩散 密度泛函理论 虚晶体近似

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HFCVD法制备SiC薄膜工艺 被引量：5

12

作者 赵武 王雪文 +1 位作者 邓周虎 张志勇 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期247-250,共4页

分析研究了热丝化学汽相沉积 (HFCVD)法工艺参数的变化对 Si C薄膜质量的影响。结果表明 ,合理的选取工艺参数 ,可在较低温度 (70 0～ 90 0℃ )下 ,沿 Si(1 1 1 )晶向异质生长出高质量的准晶 Si C薄膜。

关键词 HFCVD法 SIC薄膜 低温生长 碳化硅薄膜 准晶 热丝化学汽相沉积法 制备工艺 半导体材料

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单磨粒金刚石微切削碳化硅晶体仿真与实验研究

13

作者 杨宇飞 李翔 +3 位作者 何艳 刘铭 徐子成 高兴军 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第4期495-507,共13页

采用有限元软件Abaqus建立金刚石锥形磨粒微切削碳化硅晶体的模型,通过预仿真模型确定切削深度和切削速度的选择范围,分析影响切削力的主、次要因素,研究单一切削参数对碳化硅晶体切削效果的影响;并借助赫兹接触理论,验证加载力对摩擦... 采用有限元软件Abaqus建立金刚石锥形磨粒微切削碳化硅晶体的模型,通过预仿真模型确定切削深度和切削速度的选择范围,分析影响切削力的主、次要因素,研究单一切削参数对碳化硅晶体切削效果的影响;并借助赫兹接触理论,验证加载力对摩擦力、切削边缘形貌、切削深度的影响。结果表明:切削深度是影响切削力的显著因素,预仿真模型确定的切削深度不超过1.50μm;碳化硅晶体切削的最优方案为切削深度取0.50μm、切削速度取76 m/s、磨料切削刃角度取60°。通过控制切削深度可以提高切削稳定性,且在保证切削质量的前提下适当提高切削速度可以提高切削效率。金刚石探针压入晶体的深度与摩擦系数、摩擦力和切削力呈正相关,获得的碳化硅晶体切削边缘的三维轮廓相对平整、光滑。 展开更多

关键词 碳化硅晶体 金刚石磨粒 金刚石探针 切削力 切削边缘质量

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800 V充电平台中SiC材料的应用及发展趋势

14

作者 靳霄曦 徐桂英 +3 位作者 毛开礼 李斌 魏汝省 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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半导体碳化硅湿法腐蚀工艺研究 被引量：4

15

作者 张序清 罗昊 +3 位作者 李佳君 王蓉 杨德仁 皮孝东 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第2期333-343,共11页

碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、击穿场强高、热导率高、化学稳定性好等优异特性,是制备高性能功率器件等半导体器件的理想材料。得益于工艺简单、操作便捷、设备要求低等优点,湿法腐蚀已作为晶体缺陷分析、表面改性... 碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、击穿场强高、热导率高、化学稳定性好等优异特性,是制备高性能功率器件等半导体器件的理想材料。得益于工艺简单、操作便捷、设备要求低等优点,湿法腐蚀已作为晶体缺陷分析、表面改性的常规工艺手段,应用到了SiC晶体生长和加工中的质量检测以及SiC器件制造。根据腐蚀机制不同,湿法腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。本文综述了不同湿法腐蚀工艺的腐蚀机理、腐蚀装置和应用领域,并展望了SiC湿法腐蚀工艺的发展前景。 展开更多

关键词 碳化硅 湿法腐蚀 电化学腐蚀 化学腐蚀 晶体缺陷 晶体表面

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中子辐照6H-SiC晶体的退火特性及缺陷观测 被引量：5

16

作者 阮永丰 黄丽 +3 位作者 王鹏飞 马鹏飞 贾敏 祝威 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期436-442,共7页

利用X射线衍射(XRD)研究中子辐照6H-SiC晶体的退火特性,发现辐照后晶体的XRD峰的半高宽(full width at half maximum,FWHM)增大,之后又随退火温度的升高,在700～1 230℃范围内呈线性规律的回复。以此规律为依据,可发展一种适合测量高温... 利用X射线衍射(XRD)研究中子辐照6H-SiC晶体的退火特性,发现辐照后晶体的XRD峰的半高宽(full width at half maximum,FWHM)增大,之后又随退火温度的升高,在700～1 230℃范围内呈线性规律的回复。以此规律为依据,可发展一种适合测量高温和复杂温度场温度的测温方法。采用添加了K2CO3的KOH为腐蚀剂,对辐照前、辐照后及辐照后退火的掺氮6H-SiC单晶进行位错腐蚀观察,发现经中子辐照的晶体中位错面积比随退火温度的变化趋势与FWHM随退火温度的变化趋势基本一致,由此认为经中子辐照所产生的位错可能是导致XRD峰的FWHM变化的一个重要因素。 展开更多

关键词 碳化硅晶体 中子辐照 退火 位错

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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

17

作者 樊元东 毛开礼 +3 位作者 戴鑫 魏汝省 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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SiC单晶材料的激光剥离技术研究进展 被引量：4

18

作者 胡北辰 张志耀 +1 位作者 张红梅 牛奔 《电子工艺技术》 2022年第4期192-195,222,共5页

SiC具备优异的物理特性,可显著提升微波射频、电力电子等器件的性能与能效,但高昂的衬底成本影响了SiC的广泛应用。除了长晶速度慢、良率低外,晶体加工也是其价格居高不下的重要原因。激光剥离技术结合激光垂直改质与可控晶体剥离,可实... SiC具备优异的物理特性,可显著提升微波射频、电力电子等器件的性能与能效,但高昂的衬底成本影响了SiC的广泛应用。除了长晶速度慢、良率低外,晶体加工也是其价格居高不下的重要原因。激光剥离技术结合激光垂直改质与可控晶体剥离,可实现低损耗、高效率、高质量的SiC晶体加工。介绍了SiC产业瓶颈、技术难点、激光剥离技术原理,并重点总结了激光剥离技术的研究进展。 展开更多

关键词 SIC 晶体加工 激光垂直改质 可控晶体剥离

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外延生长碳化硅-石墨烯薄膜的制备及表征研究 被引量：5

19

作者 张学敏 张立国 +6 位作者 钮应喜 鞠涛 李哲 范亚明 杨霏 张泽洪 张宝顺 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期4140-4143,共4页

石墨烯作为一种碳原子所组成的二维蜂窝状结构晶体，具有诸多优异的特性，从而倍受全世界科学工作者的关注。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯是实现石墨烯在微电子领域中应用的最有效途径之一。利用感应加热的高温 CVD 设备，先在4H-SiC ... 石墨烯作为一种碳原子所组成的二维蜂窝状结构晶体，具有诸多优异的特性，从而倍受全世界科学工作者的关注。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯是实现石墨烯在微电子领域中应用的最有效途径之一。利用感应加热的高温 CVD 设备，先在4H-SiC 衬底上外延生长一层2～10μm 厚的碳化硅，然后直接再在外延碳化硅上原位外延生长石墨烯。实现外延碳化硅-石墨烯的连续生长，从而减少氢气刻蚀带来的晶格缺陷和表面硅富集严重削减现象，并使低成本制备碳化硅上的石墨烯成为可能。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜及 X 射线光电子能谱等表征，验证了该方法生长的石墨烯具有较好的晶体质量。 展开更多

关键词 石墨烯 碳化硅 外延生长 晶体质量

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碳化硅晶片的化学机械抛光技术研究进展 被引量：3

20

作者 徐慧敏 王建彬 +1 位作者 李庆安 潘飞 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第6期153-161,116,共10页

为实现碳化硅晶片的高效低损伤抛光,提高碳化硅抛光的成品率,降低加工成本,对现有的碳化硅化学机械抛光技术进行了总结和研究。针对碳化硅典型的晶型结构及其微观晶格结构特点,简述了化学机械抛光技术对碳化硅材料去除的影响。重点综述... 为实现碳化硅晶片的高效低损伤抛光,提高碳化硅抛光的成品率,降低加工成本,对现有的碳化硅化学机械抛光技术进行了总结和研究。针对碳化硅典型的晶型结构及其微观晶格结构特点,简述了化学机械抛光技术对碳化硅材料去除的影响。重点综述了传统化学机械抛光技术中的游离磨料和固结磨料工艺以及化学机械抛光的辅助增效工艺。同时从工艺条件、加工效果、加工特点及去除机理4个方面归纳了不同形式的化学机械抛光技术,最后对碳化硅的化学机械抛光技术的未来发展方向进行了展望,并对今后研究的侧重点提出了相关思路。 展开更多

关键词 碳化硅 化学机械抛光 晶型结构 辅助增效 去除机理

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