半绝缘SiC单晶电阻率均匀性研究

采用非接触电阻率面分布（COREMA）方法对本实验室生长得到的2英寸（50mm）4H和6H晶型半绝缘SiC单晶片进行电阻率测试，结果发现数据的离散性大，低者低于测试系统下限10^5Ω·cm高者高于其上限10^12Ω·cm，甚至在同一晶片内会出现小于10^5Ω·cm，10^5～10^12Ω·cm和大于10^12^12Ω·cm的不同区域，而有的晶片则电阻率的均匀性较好。将SiC电阻率测试结果与二次离子质谱（SIMS）对晶体内主要杂质V，B和N含量测试结果相结合，初步探讨得到引起掺钒SiC单晶电阻率的高低及均匀性的变化由补偿方式决定，在深受主补偿浅施主模式下，V的浓度控制在2×10^16-3×10^17cm-3，N的浓度控制在1×10^16cm-3左右，深受主钒充分补偿浅施主氮，制备得到的SiC单晶具有半绝缘性，且电阻率均匀性好。

PVT生长掺V SiC单晶的扫描电镜二次电子像衬度

在用SEM观察沿单晶生长方向切割掺V SiC晶片时,发现其二次电子像存在衬度。表现为先生长部分较明亮,后生长部分较暗淡,中间存在明显突变。在用PVT生长掺V SiC单晶时,SiC单晶中同时含有浅施主N和深受主杂质V是补偿半导体。从补偿半导体载流子浓度计算出发,建立了二次电子像衬度与载流子浓度的对应关系,很好解释了这一实验现象。结果表明,SiC单晶生长过程中随着浅施主N的减少,n型载流子的浓度逐步减少;当其浓度与V相当时,载流子浓度突变,可瞬间减少10个量级,此后又缓慢减少。正是这种载流子的突变引发了扫描电镜二次电子像衬度。

物理汽相传输法生长掺钒碳化硅单晶新鲜表面的实验研究

采用SEM观察物理汽相传输(PVT)法生长掺钒SiC单晶新鲜表面时,发现有特定形状的析出相,经SIMS、SEM能谱(EDX)、XRD、台阶仪综合分析,确定析出相的主要成分是钒,且是凸起的,推断其在单晶生长降温过程中产生。

3英寸半绝缘4H-SiC单晶的研制

报道了采用物理气相传输（PVT）法进行SiC单晶生长方面取得的最新进展，成功研制得到固态微波器件急需的3英寸（75mm）半绝缘4H-SiC衬底。使用计算机模拟技术，进行了3英寸（75mm）4H—SiC晶体生长的热场设计，并在此基础上研制出适合3英寸（75mm）4H．SiCPVT生长的晶体生长设备，采用喇曼光谱对晶体生长表面5点进行测试，结果均为单一的4H晶型，采用非接触电阻率面分布（COREMA）方法测得晶片电阻率为10^9-10^12ΩQ·cm。微管道缺陷（MPD）测量采用熔融KOH腐蚀法，测得平均微管道密度为104个／cm。，其中晶片的30％区域微管道缺陷小于10个／cm2使用x射线双晶衍射测试得到其半高宽（FWHM）为31arcsec，说明所获得的晶体具有良好的结晶完整性。

偏晶向SiC籽晶上生长的AlN单晶

采用物理气相传输法在自制[0001]偏8°晶向6H-SiC衬底上制备了直径42 mm、厚度320μm的连续AlN单晶层,c轴方向生长速率为32μm/h。AlN单晶层具有明显鱼鳞状宏台阶流生长表面特征。裂纹完全单向平行分布,且与台阶走向一致,其成因与台阶对热应力的吸收作用有关。未发现明显的穿线缺陷。发现AlN-SiC界面存在双角锥空腔,其起因是生长初期界面处未被AlN完全密实覆盖的微小区域,在生长过程中因内部温差不断发生的升华和凝华的自我调制过程。喇曼光谱和X射线衍射测试显示该层结晶性较好,(0002)面X射线摇摆曲线半高宽为76 arcsec,喇曼光谱E1(TO)模的半高宽为7.5 cm-1。

掺V6H-SiC单晶生长表面V析出相研究

采用扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察物理气相传输(PVT)法生长掺V6H-SiC单晶新鲜表面时,发现具有特定形状的析出相,经SEM能谱(EDX)测试确定析出相的主要成分是V,推断其在单晶生长结束后的降温过程中产生。通过对V析出相的进一步研究发现其在数量、尺寸以及方向上都与单晶生长中心具有一定的关系,具有特定的分布规律,任何一个视场,析出相的取向只有两种,且数量相当,这一结果说明结晶动力学对V的掺入具有一定的影响;当结晶温度较高时,这种影响不明显,但随着结晶区温度的降低,影响加剧,从而出现析出相,且析出相的结晶行为完全受晶体表面形貌的制约。

键合金丝断口分析

用扫描电镜和X射线能谱仪分析研究了半导体器件键合用金丝的断口。结果表明,金丝正常断口呈圆锥状,其缺陷断口有:外环层状断口、裂口、气孔、异金属夹杂、非金属夹杂、偏心、菠萝状断口、无塑性平断口等。国产键合金丝生产中拔丝断头过多,主要是由于气体、夹杂和毛坯表面粗糙等造成的。合理调整成份,采取措施切实提高冶金质量(净化金液、降低含气量、提高铸坯和粗丝表面质量等),是提高国产金丝质量和性能的关键。

胡萝卜中天然胡萝卜素提取方法的探讨

对胡萝卜中天然胡萝卜素提取方法进行了探讨,结果表明,胡萝卜素提取的最佳条件是:胡萝卜烘干温度为80℃,以4:1石油醚-氯仿为提取剂,提取温度为45℃～50℃.

3英寸高纯半绝缘6H-SiC单晶的研制

采用物理气相传输(PVT)工艺,成功制备出3英寸高纯半绝缘(HPSI)6H-SiC单晶。依据氮在碳化硅晶格中占碳位的规律,通过生长过程温度和压力等工艺参数的优化,减少生长前沿碳空位的数量,实现了在较高碳硅比气氛下低氮含量碳化硅单晶生长的目标。二次离子质谱(SIMS)测试给出了晶体中氮及其他杂质的控制水平,证明单晶的高纯属性;非接触电阻率Mapping(CORE-MA)和电子顺磁共振(EPR)测试进一步证实其高纯半绝缘特性。

键合金线透射电镜样品制备方法

前 言 键合金丝是集成电路的内引线材料,其性能的优劣直接影响了集成电路的质量。研究这种材料的组织状态与性能的关系是使其生产、使用自动化的必要途径。然而,键合金线的直径通常在φ20～60μm之间,这使得透射电镜薄膜样品的制备非常困难。本文就此薄膜样品的制备进行了研究。

物理气相传输法制备大面积AlN单晶

以自制[0001]正晶向SiC衬底为籽晶,采用物理气相传输法制备了直径42 mm、厚度700μm的AlN单晶层。介绍了晶体生长系统和生长工艺条件;分析了样品的相组成和形貌。结果表明:样品中SiC–AlN界面明晰,AlN单晶层透明、形貌平整,具有微台阶表面特征。Raman光谱和X射线衍射测试显示该层结晶性好,无杂质相,为典型的2H单晶晶型,生长面为标准的c面正晶向。