基于SOI衬底的宽带低损耗声表面波滤波器研究

使用结构为42°Y-X LiTaO₃(600 nm)/SiO₂(500 nm)/Si的SOI衬底，通过抑制横向模式等优化设计，研制了单端谐振器和声表面波滤波器。经测试，谐振器的谐振频率为1.5 GHz，品质因数(Q)值高达4 000；滤波器的中心频率为1 370 MHz，插入损耗为-1.2 dB，1 dB带宽为74 MHz，相对带宽达到5.4%，阻带抑制大于40 dB，且温度系数在-55~+85 ℃时优于-9×10^-6/℃。该产品具有高频、宽带、低损耗、低温漂、高阻带抑制的特点，其性能指标优异，具有很好的实用性。     

以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的表征

本文提出了以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的新方法，此方法可以在氮化铝烧结体表面一次性获得大量生长的氮化铝单晶。本研究中，在2373–2523 K的温度条件下经过100 h生长的氮化铝单晶，其最大尺寸为7 × 8 × 12 mm3，典型直径为5–7 mm。这些原生晶体的表面形貌及结晶质量分别通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和高分辨X射线衍射进行表征分析。其中，拉曼光谱E2峰位的半高全宽为5.7 cm-1，高分辨X射线衍射得到的对称摇摆曲线的半高全宽为93.6角秒。经过选择性化学腐蚀后的晶体，其表面的平均腐蚀坑密度为7.5 × 104 cm-2。逸出气体分析和辉光放电质谱分析结果表明，碳和氧为晶体内部的主要杂质元素，含量分别为28 ppmw和120 ppmw。此方法为高质量氮化铝单晶的获取提供了一个新的途径，这些单晶可以被切成晶片作为后续氮化铝同质外延生长的优良籽晶。使用这些小的籽晶，我们首次成功制备出了直径高达60 mm的氮化铝单晶体/晶圆，并具有良好的深紫外光透过性。     

衬底温度对纳米晶硅薄膜微结构的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130 Pa和较高的射频功率70 W下,在高于100 ℃低温下,以0.14 nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,衬底温度对薄膜晶化率、表面的粗糙度和沉积速率影响很大.当衬底温度高于100 ℃时,薄膜由非晶相向晶相转化.随着衬底温度升高,薄膜晶化率提高,沉积速率缓慢增加.当温度超过300 ℃时,薄膜的晶化率降低,薄膜表面的粗糙度增加,均匀性降低.     

H2气氛对采用MOCVD 法在Si 衬底上外延生长AlN薄膜性能的影响?

采用金属有机化合物气相沉积法(MOCVD)在 Si(111)衬底上外延生长 AlN 薄膜,用高分辨 X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜对外延生长所得 AlN 薄膜的性能进行表征,并研究了适量H2的引入对 AlN薄膜的晶体结构和表面形貌的影响.结果表明：在 Si衬底上外延生长 AlN薄膜过程中引入适量 H2,有利于提高 AlN岛间愈合程度,薄膜表面缺陷减少,表面粗糙度由4.0 nm 减少至2.1 nm;适量 H2的引入可使 AlN 薄膜的(0002)和(10-12)面的 X 射线摇摆曲线的半峰宽(FWHM)值从0.7°及1.1°分别减小到0.6°和0.9°,即刃型穿透位错密度和螺型穿透位错密度减少.     

Al化衬底对MOCVD生长AlN的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在蓝宝石衬底上高温外延生长高温Al N外延层,着重研究Al化蓝宝石衬底的时间对样品的结构、形貌和面内应变等产生的影响。采用原位监测系统监测外延生长过程、扫描电子显微镜(SEM)表征样品的表面形貌、X线衍射(XRD)分析样品的晶体质量与残余应变。结果表明:适当的Al化衬底可以使高温Al N外延层表面更加平整,面内应变得到部分释放,但是Al化衬底会引起外延层的结晶质量变差。     

4 500 V沟槽栅IGBT芯片的设计与研制

为提升IGBT单芯片的电流密度,掌握高压沟槽栅IGBT技术,进行4500 V沟槽栅IGBT芯片的研制。使用TCAD仿真软件,对4500 V沟槽栅IGBT的衬底材料、载流子储存层设计、沟槽宽度、沟槽深度、假栅结构等方面进行研究和仿真分析,明确各方面设计与芯片性能的关系。根据总体设计目标,确定相应的芯片结构和工艺参数,并对4500 V沟槽栅IGBT芯片进行流片验证。验证结果显示：4500 V沟槽栅IGBT芯片的测试结果符合设计预期,芯片的额定电流、导通压降、开通损耗和关断损耗等关键参数相比平面栅IGBT芯片有明显优化。     

磷化铟单晶衬底的缺陷控制和高质量表面制备

分析研究了一些缺陷对InP单晶衬底的影响,包括团状结构位错的产生及其对晶格完整性的影响,坑状微缺陷、晶片抛光损伤和残留杂质的清洗腐蚀等.对这些缺陷的形成原因和抑制途径进行了分析.在此基础上获得了"开盒即用(EPI-READY)"、具有良好晶格完整性、表面无损伤的InP单晶衬底抛光片.     

一种新的AlGaN/GaN HEMT半经验直流特性模型

在EEHEMT1模型的基础上给出一种新的A1GaN/GaN HEMT半经验直流特性模型,考虑了栅源电压对膝点电压的影响,得到描述AlGaN/GaN HEMT器件I-Ⅴ特性的方程.此模型可以应用于蓝宝石和SiC两种不同衬底AlGaN/GaN HEMT器件的I-Ⅴ特性模拟.仿真结果和实验测量结果拟合误差小于3%.     

用减压化学气相沉积技术制备应变硅材料

利用减压化学气相沉积技术,制备出应变Si/弛豫Si0.9Ge01/渐变组分弛豫SiGe/Si衬底.通过控制组分渐变SiGe过渡层的组分梯度和适当优化弛豫SiGe层的外延生长工艺,有效地降低了表面粗糙度和位错密度.与Ge组分突变相比,采用线性渐变组分后,应变硅材料表面粗糙度从3.07nm减小到0.75nm,位错密度约为5×104 cm-2,表面应变硅层应变度约为0.45%.