肩负重任实干为先—记北京圣科佳电子有限责任公司

在砷化镓分子束外延材料国际上规模生产的形势下,我国的砷化镓外延技术仍停留在实验室阶段。这已成为我国砷化镓基化合物半导体元器件发展的瓶颈,直接影响到我国国防现代化建设和信息化建设。化合物半导体外延材料的特殊性决定了它与器件、电路的关系是相辅相成的,长期靠从国外进口这种军民两用的外延材料会始终处于一种受制于人的被动局面。因此,在国内实现化合物半导体外延材料的产业化势在必行。而近日成立的北京圣科佳电子有限责任公司正是肩负了这样的历史使命。     

编者按北大核心CSCD

半导体在集成电路、消费电子、移动通信、固态照明、绿色能源、医疗卫生、国防军工等重大领域及人工智能、量子信息、物联网、大数据、云计算等新兴领域应用广泛。半导体行业是国民经济的支柱产业之一,已被列为国家战略性新兴产业。全球半导体市场年产值已接近万亿美元。不断增长的市场需求对半导体器件的性能、功能、能耗、尺寸、稳定性、可靠性、集成度、良率、成本和产量等提出了更高的要求。半导体材料的外延是器件制备的基础所在,也是器件实用化的关键环节。为满足高能效半导体器件的研发需求,半导体材料的外延必须实现晶体质量、位错密度、缺陷密度、应力状态、掺杂浓度、微观结构、化学组成等的精准调控。基于此,金属有机物化学气相沉积(MOCVD)和分子束外延(MBE)已成为化合物半导体材料及其器件结构的主流外延技术。     

一种分子束源组件及其设计考虑

分子束外延技术和设备是半导体研究与生产的一项新的手段。在超高真空环境下,待外延的材料以分子束的形式射向衬底并淀积在衬底上形成外延层。用来产生分子束的分子束源组件是该设备中的一个重要组成部分。它的结构如何设计,影响着整个分子束外延设备中其他部件的配置,对整机的工作性能有着直接的关系。分子束源组件包括若干个喷射炉、快门、准直孔、隔热件、液氮冷阱以及有关的安装结构。这里重点介绍除炉体本身外的各个部分以及整体的组成。呈坩埚状的炉子,按安装方位可分为卧式和立式两种。卧式的并不是完全水平安装,以     

用于分子束外延的喷射炉的研制

一、引言分子束外延(MBE)是新近发展起来的制备化合物半导体薄膜的方法。生长过程包含一个或多个热分子束或原子束与晶体表面在超高真空(10~(-9)～10~(-10)托)条件下的反应。依照粘附系数的差别,严格控制入射分子流或原子流。外延薄膜的结构随分子束的相对流量改变,保持严格的化学配比。晶体生长受分子束相互作用的动力学过程支配,而异于常规的化学汽相淀积(VPE)和液相外延(LPE)中的准热力学平衡。分子束外延是在基础研究中出现的外延生长新方法。分子束外延能够精确地控制外延层的厚度和均匀性。例如,用计算机控制的分子束外延设备已生长出低于10(?)厚度的GaAs和     

传感器用半导体材料的研究动向

本文简单介绍了半导体材料作为传感器功能材料进行研究的动向。从半导体材料的特点来看,它是目前传感器的主要功能材料之一。为了进一步发挥它的作用,在固体能带论的基础上,采用先进的实验方法,如分子束外延、MOCVD等方法制备超晶格半导体材料等新型传感器功能材料.金属材料和金属材料的相互结合.已导致了各种Ⅲ—V族化合物半导体材料(或绝缘材料),那么半导体材料和半导体材料(或绝缘体和绝缘体)的相互结合,也有可能成为金属材料或者高温超导材料。因此,当前研究半导体材料的研究动向是为了制备某种传感器.研究出具有相应功能的新型半导体材料.     

中国科学院上海冶金所高性能半导体材料研究获重要成果

中国科学院上海冶金所高性能半导体材料研究获重要成果由中国科学院上海冶金所女科学家李爱珍研究员主持完成的国家“八五”重大应用项目──“气态源分子束外延磷化铟基和含磷Ⅲ—Ⅳ族化合物半导体微结构材料”研究获得重大突玻，其技术指标已达到当前国际水平。这项重大...     

改善外延生长气氛和外延材料性能的一种抽气方法

分子束外延材料的质量强烈地依赖于分子束外延生长时环境气氛(主要是碳氧气氛).尽量地减少碳.氧对外延膜的污染,提高外延生长时的真空度对高质量外延膜的生长十分重要.针对国产分子束外延Ⅲ型设备在材料外延生长时与国外同类设备相比真空度不好,碳、氧污染比较严重的问题,利用低温泵对有害气体(水蒸汽、CO_2、CO)具有巨大的抽速、较高的极限真空、安装、维护简便等优点,在国内首次将低温泵和离子泵的组台抽气运用于分子束外延材料生长实验.实验结果表明:低温泵与离子泵组合抽气提高了生长时的真空度,降低了 H_2O、CO_2,CO 等气体的分压.外延材料碳、氧污染明显降低.外延材料的性能得到改善.众多实验结果表明:在国产设备上利用低温泵与离子泵组合抽气进行分子束外延材料生长的尝试是有效的、成功的.同时,为新一代分子束外延设备的真空系统设计及工艺改进进行了有益的探讨.     

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。     

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     

砷化镓精密结晶技术

日本新技术开发事业团的全结晶研究项目组成功地开发了以一个一个分子排列的砷化镓精密结晶生产技术——“光激发分子层外延法”。砷化镓是制造下一代超高速计算机用的半导体材料。最近,东芝、电电公社等公司也开发了缺陷少的砷化镓结晶生产技术,东芝、富士通等公司已用这种缺陷少的     

LPMOCVD法生长InP、GaInAs和GaInAsP

法国汤姆逊—CSF公司的中心研究实验室已经使用低压金属有机化学气相淀积生长长波长光电子器件用高质量InP和有关化合物外延层。LPMOCVD是生长这类外延层的主要工艺。由于技术上的问题,通过液相外延难以获得大面积膜,而材料含有诸如磷之类的易挥发元素时,采用分子束外延淀积也困难。     

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。     

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。     

MOCVD技术及其源材料

外延生长技术是制备半导体材科，特别是半导体器件的重要方法之一，用外延方法可以制作某些结构复杂的半导体器件。半导体材料和器件这种需要促使多种外延技术得到了发展和应用。其中包括汽相外延(VPE)、液相外延(LPE)和分子束外延(MBE)。汽相外延生长中又可依据原料的不同分为氯化物工艺、氢化物工艺和MOCVD工艺(金属有机化合物化学汽相淀积)。     

我国第一台激光分子束外延设备研制成功

我国科研人员自行设计、加L的我国第一台激光分子束外延设备已在中国科学院物理研究所建成。传统的分子速外延技术利用热源加热分子束源，从而外延生长出超薄膜材料，这种方法的缺点是很难实现高熔点材料的生长；普通的激光沉淀技术则因缺乏实时检测设备，难于生长超薄膜。为生长高熔点的超薄膜，90年代初，日、法、美等国相继建立了激光分子束外延系统。激光分子束外延技术结合了传统分子束外延和激光沉淀技术的优点，适合制备高熔点薄膜、氧化物超导体薄膜及光学晶体薄膜。为了建立我们自己的分子速外延系统，国家自然科学基金委员会于19…     

全固源分子束外延技术及其在光电子器件制作中的应用

传统分子束外延(MBE)技术是不能生长含磷化合物的,原因在于通常情况下磷会带来很高的饱和蒸气压,使得生长难于控制。近几年来兴起的全固源MBE技术结合了裂解技术、阀门机制、“三温度区”结构及原位产生白磷的思想,它解决了传统MBE难以生长含磷材料的难题,与气源(GS)MBB和有机金属气相外延(MOCVD)相比,在成本和安全性方面具有优势,成为极具发展潜力的新一代外延生长技术。利用全固源MBE技术可生长高性能半导体光电子材料,尤其是InGaAsP系材料,其器件性能达到或超过了MOCVD、GSMBE生长的同类器件的最佳水平。     

超高真空与分子束外延

一、引言 分子束外延是在超高真空条件下,通过热能分子束在处于一定温度下的晶体表面相互作用而形成晶体材料的过程。这既是晶体生长的理论问题,又是一个实际的工艺问题。分子束外延的生长机理与液相外延等其他生长方法不同,是一个非平衡态的过程。其主要特点是可以生长极薄(原子量级)而大面积均匀的晶体薄膜,并且其厚度、化学组分与掺杂严格可控。正是因为这些可贵的特点,使分子束外延技术在微波器件、集成光学等研究与制备方面获得很大进展,并在有关表面与界面,超晶格量子效应等理论研究上起着重要作用[1]。 分子束外延设备实质上是超高真…     

等离子体增强原子层沉积AlN外延单晶GaN研究

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜。直到采用两步生长法,即先在衬底上低温生长氮化铝(AlN)成核层,再高温生长GaN,才极大地提高了GaN材料的质量。目前用于制备AlN成核层的方法有磁控溅射以及分子束外延等,为了进一步提高GaN晶体质量,本研究提出在两英寸c面蓝宝石衬底上使用等离子体增强原子层沉积(Plasma-enhanced AtomicLayerDeposition,PEALD)方法制备AlN成核层来外延GaN。相比于磁控溅射方法,PEALD方法制备AlN的晶体质量更好;相比于分子束外延方法, PEALD方法的工艺简单、成本低且产量大。沉积AlN的表征结果表明,AlN沉积速率为0.1 nm/cycle,并且AlN薄膜具有随其厚度变化而变化的岛状形貌。外延GaN表征结果表明,当沉积厚度为20.8 nm的AlN时, GaN外延层的表面最平整,均方根粗糙度为0.272 nm,同时具有最好的光学...     

韩国成立半导体工程暨材料技术革新中心

由于韩国半导体材料40％以上依赖进口,为降低此比例,强化半导体材料产业,提高竞争力,韩国政府计划投入284.5亿韩元(约合2561万美元)。在成均馆大学成立“半导体工程暨材料技术革新中心”。该中心已于1999年12月动工兴建,预计2004年8月完工。该中心包括电子品部研究院、生产技术研究院等研究单位,以及三星电子、Samyung电子等89家企业,主要任务是解决存在已久的半导体制造与材料的技术瓶颈等问题。韩国产业资源部估计,随着革新中心的设立,该国半导体产业贸易收支不平衡的状况将有所改善,在半导体制造及材料技术的进展上,亦将大步跃进。     

940nm高功率列阵半导体激光器

利用分子束外延生长方法生长出ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱材料。利用该材料制作出的应变量子阱列阵半导体激光器准连续（５００μｓ,１００Ｈｚ）输出功率达到２７Ｗ（室温）,峰值波长为９３９￣９４１ｎｍ,并分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。