蓝宝石衬底异质外延碳化硅薄膜反应机理研究

对宽禁带半导体材料碳化硅薄膜的异质外延工艺和反应机理进行了讨论，针对实验使用常压水平卧式反应室，分析了生长过程中气流流速分布、反应室内温度分布以及反应气体浓度分布，指出“汽相结晶”过程对薄膜生长区Si/C比例有很大影响，从而影响了碳化硅薄膜的生长速率，在SiC薄膜的生长过程中，对Si/C原子比例的控制一直是影响薄膜表面形貌和膜层掺杂浓度的重要因素。这很好地解释了薄膜生长过程中出现的异常现象。     

MOCVD工艺中使用的特种气体

一、引言 金属有机化学气相淀积法(简称MOCVD法)是1968年由H.M.Manasevit等首先提出的。该法以挥发性金属有机物和气态的非金属氢化物作为源材料，采用与硅外延淀积相类似的生长装置，进行化合物半导体的外延淀积。     

GaN材料的横向外延过生长(LEO)及其特性研究

对用LEO技术生长GaN材料的选择生长和横向生长速率进行了实验研究。结果表明，作为LEO生长基板的GaN层的表面质量是实现选择生长的关键，而图形方向对横向生长速率与纵向生长速率之比（L／V）也有重要的影响。通过选择合适的工艺条件，实现了GaN材料的LEO外延生长，所得样品的X射线衍射峰宽比用常规MOCVD法生长的样品减小了1／3。     

GaN—MOCVD设备产业化发展战略研究——Ⅲ族氮化物半导体的热点、难点、机遇和挑战

以氮化镓(GaN)为代表的Ⅲ族氮化物半导体材料已经成为世界范围的研究热点。但是，采用异质外延法生长的GaN，由于衬底材料晶格失配和热失配而存在高密度的位措缺陷和产生龟裂；外延生长所用的源材料之间存在严重的气相预反应以及M0源对氧和水份等杂质十分敏感，因而外延质量和成县率强烈依赖于设备性能和工艺条件。无论是设备还是工艺，都还存在很大的发展空间和机遇，预料3年～5年内国外将推出每批几十片的商用机型，我国相关设备制造和器件开发面临严峻挑战。     

半导体SiC材料的外延生长

ＳｉＣ具有禁带宽度大、热导率高、电子的饱和漂移速度大、临界击穿电场高和介电常数低等特点，在高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体器件及紫外探测器和短波发光二极管等方面具有广泛的应用前景。本文简要介绍ＳｉＣ半导体材料的液相外延、化学气相和分子束外延生长的概况及生长过程中杂质的控制。     

化学汽相沉积金刚石薄膜的生长

利用热丝化学汽相沉积法生长出优异的金刚石薄膜，研究表明，金刚石的成核依赖于沉积点的尖锐度，薄膜的生长包括晶粒长大和薄膜上的二次成核及其生长，可用分层生长来描述，金刚石晶粒的生长由外延生长和二次成核及其生长组成。也是分层进行的，结果导致了金刚石晶体和薄膜的层状结构。     

ZnO薄膜生长技术的最新研究进展

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅳ族半导体材料，目前已研究了开发了许多ZnO薄膜的生长技术，其中，磁控溅射，喷雾热分解，分子束外延，激光脉冲沉积，金属有机物化学气相外延等沉积技术得到了有效应用；而一些新的工艺方法，如溶胶－凝胶，原子层外延，化学浴沉积，离子吸附成膜，离子束辅助沉积，薄膜氧化等也进行了深入研究，详细阐述了ZnO薄膜生长技术的最新研究进展。     

硅外延发展趋势

本文综述了硅外延的三大发展趋势，指出降低外延温度是外延发展的迫切要求；同时比较了分子束外延（ＭＢＥ）、光能增强化学汽相淀积（光ＣＶＤ）、等离子体增强化学汽相淀积（ＰＥＣＶＤ）、超高真空化学汽相淀积（ＵＨＶＣＶＤ）的优缺点，指出ＵＨＶＣＶＤ和ＰＥＣＶＤ二者合二为一是最具应用前景的方法。其次，论述了异质外延和ＳｉＧｅ／Ｓｉ超晶格材料的应用前景。最后，论述了外延生长的原位监测和外延膜的测试技术。     

用MOCVD法在LiGaO2(001)上生长GaN的研究

LiGaO2单晶是目前所知的GaN最为理想的衬底材料，本研究用金属有机物气相沉积法（MOCVD）在LiGaO2(001)衬底上进行了外延生长GaN膜的试验，生长出了表面较为平整的GaN外延膜。应用原子力显微镜（AFM）、X射线粉末衍射（XRD）和高分辨X射线双晶衍射分别对衬底对外延膜和衬底材料进行了分析测试。结果表明，用MOCVD法可以在LiGaO2(001)衬底上生长出较高质量的无掺杂GaN(0001)外延膜。但由于MOCVD法是在高温还原气氛中生长GaN外延膜的，LiGaO2在这种气氛中不够稳定，实验发现衬底材料在生长过程中部分样品发生开裂，但没有发生相变。     

半导体超薄层微结构的外延生长技术

半导体超薄层外延是超晶格与量子阱研究的技术基础。化学束外延、原子层外延、迁移增强外延、选择区域外延、激光辅助外延和低温Ｓｉ外延等是在分子束外延和金属有机化学气相沉积基础上发展起来的几种新型超薄外延技术。本文着重介绍了这些外延工艺的生长机理及其研究进展。     

半导体超薄层微结构的外延生长技术

半导体超薄层外延是超晶格与量子阱研究的技术基础。化学束外延、原子层外延、迁移增强外延、选择区域外延、激光辅助外延和低温Si外延等是在分子束外延和金属有机化学气相沉积基础上发展起来的几种新型超薄层外延技术。本文着重介绍了这些外延工艺的生长机理及其研究进展。     

硅外延发展趋势

本文综述了硅外延的三大发展趋势，指出降低外延温度是外延发展的迫切要求，同时比较了分子速外延（ＭＢＥ）、光能增强化学汽相淀积（光ＣＶＤ）、等离子体增强化学上淀积（ＰＥＣＶＤ）、超高真空化学汽相淀积（ＵＨＶＣＶＤ）的优缺点，指出ＵＨＶＣＶＤ和ＰＥＣＶＤ二者合二为一是最具应用前景的方法。其次，论述了异质外延和ＳｉＧｅ／Ｓｉ超晶格材料的应用前景。最后，论述了外延生长的原位监测和外延膜的测试技术。     

化学汽相淀积用硅源气体

化学汽相淀积(CVD)用硅源气体通常有4种:硅烷(SiH_4);二氯硅烷(SiH_2Cl_2);三氯硅烷(SiHCl_3)和四氯化硅(SiCl_4)。硅烷是CVD应用中采用的第一种硅源气体。二氯硅烷仅用在半导体工业中,形成外延层、氧化层、氮化层及偶尔用于多晶硅层。三氯硅烷用于生产多晶硅。四氯化硅是硅酮制造业中使用的一种重要化学成份,少量用于光导纤维制造中,约500000磅(～226800kg)用于半导体工业,主要是外延淀积中。从硅烷到四氯化硅,随着分子量的增加,蒸汽压降低,沸点和临界温度升高。生成热变成放热也越来越显著,这意味着反应能力     

8英寸薄层硅外延片的均匀性控制方法

作为半导体硅器件和集成电路中经常会使用的一种基础功能的材料,硅外延片的性能非常优越,是我国电子信息技术产业发展过程中经常会用到的材料。半导体器件薄层硅外延片在半导体中的应用范围非常广泛,其在半导体器件中担任的主要是电路功能。该文就8英寸薄层硅外延片的均匀性控制进行研究,希望能够在一定程度上提高8英寸薄层硅外延片的质量。     

MOCVD同质外延生长的单晶β-Ga2O3薄膜研究

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在(010)Fe掺Ga₂O₃半绝缘衬底上进行同质外延生长Ga₂O₃薄膜,系统性地研究了生长温度(880℃/830℃/780℃/730℃)和生长压强(80/60/40/20 Torr)对外延薄膜表面形貌、晶体质量以及电学特性等的影响。结果表明随着生长温度和压强的增加：薄膜生长速率分别呈现出略微增加和大幅下降的趋势;薄膜表面阶梯束(step bunching)的生长方式逐渐增强,并且呈现出沿着[001]晶向生长的柱状晶粒;高分辨X射线衍射(XRD)扫描显示薄膜均只在(020)面存在衍射峰,表明生长的薄膜为纯β相单晶薄膜,且半高宽可达到45.7 arcsec;霍尔测试表明780℃和60 Torr的生长条件下薄膜的室温电子迁移率最高。本文为基于MOCVD的Ga₂O₃同质外延生长提供了系统的参数指导,为高质量Ga₂O₃薄膜的制备奠定了基础。     

c轴取向PbTiO3外延生长的研究

本文研究了ＭＯＣＶＤ法淀积过程中工艺条件对ＰｂＴｉＯ３膜ｃ轴取向度的影响，探讨了ＰｂＴｉＯ３膜的生长过程，通过调节氧气流量首次在ＭｇＯ（１００）单晶衬底上淀积出ｃ轴取向的ＰｂＴｉＯ３外延膜。ＰｂＴｉＯ３外延膜的介电常数为９０，折射率为２．６４，均和单晶性能一致。     

异质外延MgO/SrTiO3薄膜中界面应力研究

本文利用激光分子束外延(LMBE)技术在SrTiO3(100)单晶基片上外延生长MgO薄膜，同时又在MgO(100)单晶基片上外延生长SiO3(STO)薄膜。通过反射高能电子衍射(RHEED)仪原位实时监测薄膜生长，研究薄膜的生长过程。并结合X射线衍射(XRD)仪来分析在不同的生长条件下，不同应力对薄膜外延生长的影响。在压应力情况下，MgO薄膜在STO基片上以单个晶胞叠层的方式生长，即以“Cubicon Cubic”方式进行外延；在张应力情况下，由于膜内位错较多，STO薄膜在MgO基片上以晶胞镶嵌的方式进行生长，即以“Mosaic”结构进行外延；提高生长温度，可以减少膜内位错，提高外延质量，使STO薄膜在MgO基片上以较好的层状方式外延生长。     

气态源分子束外延及其源材料

一、引言分子束外延(MBE)和金属有机化合物汽相外延(MOVPE)是两个先进的材料外延技术。气态源分子束外延(GSMBE)[化学束外延(CBE)、金属有机化合物分子束外延(MOMBE)]是由前两项技术发展起来的。这种外延具有分子束流性质,同时,它在外延过程中向生长室引入并精确地控制气体,兼有MBE和MOVPE两项技术的优点。目前,国内已开展气态源分子束外延技术的研究。国外用此技术已研制了多种优质材料和器件,其GaAs外延膜峰值电子迁移率已达300000cm~2/V·s,所研制的器件结构有光电二极管、三极管、多量子阱激光器、分布反馈激光器、光双稳器件、高迁移     

原子层外延法生长金刚石

原子层外延生长(ALE)最初被设想为生长半导体化合物的一种方法,生长层具有大面积的非凡均匀性,层面厚度能被精确控制。当应用于金刚石时,ALE不仅仍保持上述特性,而且致力于解决悬挂碳键/石墨夹杂物问题。     

高质量GaN薄膜生长工艺的研究进展

概述了GaN异质外延生长中衬底的选择以及缺陷的形成机理,从缓冲层技术、横向外延技术、柔性衬底技术等生长工艺方面综述了国内外GaN基半导体薄膜生长的最新研究和进展,并对其优缺点进行了分析比较,认为发展同质外延将有希望解决现在异质外延生长中存在的问题,最后展望了GaN基薄膜同质外延生长的前景.