国外GaN功率器件衬底材料和外延技术研发现状

GaN基功率器件的衬底和外延技术的发展对于器件性能的提升和成本的降低起着非常重要的作用.介绍了国外SiC基、Si基以及新型金刚石基GaN功率器件衬底材料和GaN外延技术的研发现状.重点讨论了大尺寸衬底技术(6英寸SiC衬底、8英寸Si衬底)、GaN HEMT与Si CMOS器件异质集成技术以及金刚石基GaN HEMT材料集成技术的研发进展.分析了GaN功率器件材料技术的发展趋势,认为更大尺寸更高质量衬底和外延材料制作、外延技术的改进、金刚石等新型衬底材料研发以及GaN基材料与Si材料的异质集成技术等将是未来研究的重点.     

4°偏轴SiC衬底外延工艺研究

4°偏轴SiC衬底上生长的外延薄膜容易出现台阶形貌,外延薄膜表面的台阶形貌对后续制作的器件性能有着一定的影响。主要研究了进气端C/Si比及生长前刻蚀工艺对4°偏轴衬底外延的影响。采用外延生长前的氢气刻蚀工艺,结合掺杂浓度缓变的缓冲层设计,在4°偏轴的SiC衬底上制得了表面无台阶形貌的SiC SBD结构外延材料。利用优化工艺生长的4°偏轴衬底上的SBD结构外延材料目前已经全面应用于600～1 700V SBD器件的研制。     

在薄硅外延片上制备高频肖特基势垒二极管

采用超高真空化学气相沉积技术,在n型重掺Si衬底上生长了轻掺的薄硅外延层,利用扩展电阻和原子力显微分析对外延层进行了检验.结果表明,重掺Si衬底与薄硅外延层之间的界面过渡区陡峭,外延层厚度在亚微米级,掺杂浓度为1017cm-3.在此外延片上制备了高频肖特基二极管的原型器件,与传统的硅基肖特基二极管相比截止频率有了大幅提高.     

在薄硅外延片上制备高频肖特基势垒二极管

采用超高真空化学气相沉积技术,在n型重掺Si衬底上生长了轻掺的薄硅外延层,利用扩展电阻和原子力显微分析对外延层进行了检验.结果表明,重掺Si衬底与薄硅外延层之间的界面过渡区陡峭,外延层厚度在亚微米级,掺杂浓度为10 1 7cm- 3.在此外延片上制备了高频肖特基二极管的原型器件,与传统的硅基肖特基二极管相比截止频率有了大幅提高     

外延迁移技术制作光电子单片集成Si的GaAs/GaAlAs DH LED

描述了采用外延迁移技术制作光电子集成电路的Si衬底砷化镓双异质结发光二极管的工艺过程及实验结果.发光器件是在外延迁移后流片制作的,克服了光子器件与电子器件的对准问题,可与电子器件大规模集成.     

重掺砷衬底外延工艺研究

在重掺砷（As）衬底上生长外延层一直是外延工艺难点。外延工艺过程中由于衬底的掺杂浓度与外延层的掺杂浓度相差很大,自掺杂与固态外扩散现象严重,使得外延过渡区变宽,工艺很难控制。在确保外延层晶格结构完整、表面质量完美的前提下,适当增加外延生长速率、降低外延生长温度可减小自掺杂与固态外扩散的影响。结合多晶硅背封法、二步外延法等对工艺过程进行优化,可有效抑制自掺杂现象从而提高外延片的质量。     

固态源分子束外延生长碳掺杂InGaAs材料研究

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),以四溴化碳(CBr4)作为碳掺杂源,系统研究了半绝缘InP衬底上碳掺杂InGaAs材料的外延工艺.为得到高质量高浓度P型掺杂InGaAs材料,分别对外延过程中的脱膜工艺、P/As切换工艺以及生长温度等关键参数进行研究.通过扫描透射电子显微镜(STEM)测量衬底表面氧化膜厚度,量化...     

Si衬底上Ge外延薄膜与器件研究进展

随着Si基器件发展遇到瓶颈,具有更优异性能且与Si基CMOS工艺良好兼容的Ge基器件展现出了应用于集成电子与光电子领域的广阔前景.然而,Si基Ge器件性能会受制于Si与Ge之间较大的晶格失配所产生的高密度位错.因此,控制Si衬底上Ge外延薄膜的位错密度成为高性能Ge器件制备的研究重点.文章着重介绍了插入层、低温成核层和选区外延生长技术3种Si衬底上Ge外延薄膜位错控制技术的基本原理及研究进展,讨论了Si基Ge器件的最新研究进展,并展望了Si基Ge薄膜生长和器件制备的发展前景.     

N型GaAs中位错与空位之间的相互关系

引言重掺杂 GaAs 片有多种应用,如外延生长的衬底或制造电发光器件。材料的结晶质量、它的掺杂浓度、掺杂剂的性质以及杂质或缺陷的存在对其应用是非常重要的,例如,就汽相生长外延而论,在外延层和其衬底之间交界面的电的和光的特性。     

分子束外延材料表面平整度的研究

分子束外延Si基HgCdTe材料的表面平整度对红外焦平面组件的制备有重要的影响。分子束外延的Si基复合衬底作为HgCdTe分子束外延的衬底材料对最终外延材料的表面平整度的影响较大。本文通过研究工艺过程中各外延因素对Si片和衬底材料表面平整度的影响,通过实验发现脱氧工艺的高温影响最大,其次是Si片自身的表面平整度和外延膜层的厚度。因此要获得低表面平整度的Si基复合衬底必须满足以下三个条件:低Si片表面平整度,低脱附工艺温度,低外延膜厚。