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“氧化镓晶体与器件”专题——破局第四代半导体的创新实践
1
作者 齐红基 贾志泰 +4 位作者 张洪良 董鑫 程红娟 周弘 徐光伟 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期I0004-I0005,I0002,I0003,共4页
氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体材料的代表,凭借其超宽禁带(4.4~4.9 eV)、高临界击穿场强(8 MV/cm)及优异的Baliga优值(理论值达SiC的10倍、GaN的4倍),被视为突破传统半导体性能极限的关键材料。然而,其产业化进程长期受限于低... 氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体材料的代表,凭借其超宽禁带(4.4~4.9 eV)、高临界击穿场强(8 MV/cm)及优异的Baliga优值(理论值达SiC的10倍、GaN的4倍),被视为突破传统半导体性能极限的关键材料。然而,其产业化进程长期受限于低热导率、p型掺杂困难、大尺寸单晶制备困难等问题。近年来,国家“十四五”规划将超宽禁带半导体列为重点攻关方向,“大尺寸氧化镓半导体材料与高性能器件”研究获国家重点研发计划支持,亟需学术界与产业界通过协同创新打通从材料到器件的全链条技术壁垒。 展开更多
关键词 宽禁带半导体材料 氧化镓 P型掺杂 半导体 国家重点研发计划 创新实践 协同创新 技术壁垒
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6英寸低缺陷掺硫磷化铟晶体制备与性质研究
2
作者 李晓岚 高渊 +4 位作者 闫小兵 徐成彦 史艳磊 王书杰 孙聂枫 《半导体技术》 北大核心 2025年第7期684-690,共7页
低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾... 低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾切片进行电学性能、位错密度及应力测试,得到载流子浓度与掺杂量、迁移率及位错(腐蚀坑)密度之间的关系,以及掺硫磷化铟晶体易开裂的原因。优化了适合生长6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的半封闭可调热场系统,通过增加热屏罩,提高了炉体上部空间的气氛温度,降低了晶体内部的温度梯度,从而有效降低了晶体内的残余应力。确定了InP中In2S3的掺杂质量分数最大限度(≤300×10^(-6)),得到了低位错密度(<3000 cm^(-2))的磷化铟晶体,并有效地降低了晶体开裂的概率,实现了6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的重复生长。 展开更多
关键词 掺硫磷化铟 晶体生长 杂质效应 位错(腐蚀坑)密度 晶体开裂
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富磷半绝缘磷化铟晶体生长的行波磁场调控
3
作者 邵会民 史睿菁 +4 位作者 李早阳 孙聂枫 姜剑 毛旭瑞 宋瑞良 《半导体技术》 北大核心 2025年第9期901-907,共7页
针对高压垂直梯度凝固(HP-VGF)法生长InP晶体,建立了行波磁场作用下的晶体生长流动传热数值模型,并结合晶体生长实验研究了磁场对富磷半绝缘InP晶体中缺陷生成与掺杂分布的调控作用。研究结果表明,行波磁场可以在InP熔体中产生足够大的... 针对高压垂直梯度凝固(HP-VGF)法生长InP晶体,建立了行波磁场作用下的晶体生长流动传热数值模型,并结合晶体生长实验研究了磁场对富磷半绝缘InP晶体中缺陷生成与掺杂分布的调控作用。研究结果表明,行波磁场可以在InP熔体中产生足够大的洛伦兹力,使得熔体流动增强且温度分布发生变化;磁场调控使孪晶形核概率降低了15%,促进富磷熔体中气泡的逃逸,获得少气孔甚至无气孔的InP晶体,并能够减少晶体中心位错和提高Fe掺杂及轴向电学参数的均匀性。本研究可为生长大尺寸高品质InP晶体提供参考。 展开更多
关键词 磷化铟 单晶 孪晶 半绝缘 磁场 位错
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多层PZT陶瓷自热温度影响因素分析
4
作者 宜亚丽 旷庆文 +4 位作者 陈美宇 秦越 韩雪艳 褚祥诚 金贺荣 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期121-128,共8页
多层PZT陶瓷作为压电驱动器的核心组件,其压电性能受自热温度影响,在高交变电压作用下易发生失效。该文从交变电压特性、陶瓷多层结构角度对PZT陶瓷自热温度作用规律展开研究。首先基于扫描电镜下陶瓷断面结构形貌,建立了多层PZT陶瓷细... 多层PZT陶瓷作为压电驱动器的核心组件,其压电性能受自热温度影响,在高交变电压作用下易发生失效。该文从交变电压特性、陶瓷多层结构角度对PZT陶瓷自热温度作用规律展开研究。首先基于扫描电镜下陶瓷断面结构形貌,建立了多层PZT陶瓷细观结构仿真模型;然后搭建了温度测量实验平台,开展陶瓷表面自热温度测量实验进行验证;最后分析了交变电压幅值、频率特性和陶瓷压电层、死层厚度对陶瓷表面自热温度的作用机理。结果表明,陶瓷表面自热温度与交变电压幅值、频率呈近似线性增长;自热温度极值分布在陶瓷表面中心区域和边缘区域,温度差值小于3℃;压电层越厚,陶瓷表面自热温度越低;表面自热温度随死层厚度的增加呈先降后增趋势,且在死层厚度约300μm时达到最低值。该结论为多层PZT陶瓷自热温度调控与工程应用提供了理论依据和实验基础。 展开更多
关键词 自热温度 交变电压 多层结构 热模拟 PZT陶瓷
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TiO_(2)形貌和添加量对PTFE基微波基板性能的影响
5
作者 韩桂云 韩伏龙 +1 位作者 冯春明 金霞 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期140-145,共6页
二氧化钛(TiO_(2))作为聚四氟乙烯(PTFE)基微波复合介质基板(简称微波基板)的填料,其形貌及添加量直接影响基板的性能。通过压延成型及层压工艺制备不同TiO_(2)形貌(球形、不规则状)及添加量(质量分数30%~45%)的PTFE基微波基板,并对基... 二氧化钛(TiO_(2))作为聚四氟乙烯(PTFE)基微波复合介质基板(简称微波基板)的填料,其形貌及添加量直接影响基板的性能。通过压延成型及层压工艺制备不同TiO_(2)形貌(球形、不规则状)及添加量(质量分数30%~45%)的PTFE基微波基板,并对基板微观形貌、介电性能、热膨胀系数、吸水率及剥离强度进行测试与表征。结果表明,TiO_(2)添加量越高,所制备的PTFE基微波基板的相对介电常数、介电损耗因子及吸水率越高,密度、Z轴热膨胀系数和剥离强度越低。当TiO_(2)添加量相同时,不规则状TiO_(2)制备的PTFE基微波基板的相对介电常数、介电损耗因子和密度高于球形TiO_(2)制备的基板,Z轴热膨胀系数、吸水率、剥离强度低于球形TiO_(2)制备的基板。在制备相同介电常数的基板时,不规则状TiO_(2)的添加量比球形TiO_(2)添加量低;与球形TiO_(2)制备的基板相比,不规则状TiO_(2)制备的基板具有更低的Z轴热膨胀系数、更高的密度、更低的吸水率,虽然其剥离强度略有降低,但仍大于1.5 N/mm。因此,在使用TiO_(2)作为基板材料填料时,不规则状TiO_(2)对PTFE的改性效果优于球形TiO_(2)。 展开更多
关键词 二氧化钛 聚四氟乙烯 基板 微观形貌 介电性能 热膨胀系数 吸水率 剥离强度
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研磨和抛光参数对(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底表面质量的影响
6
作者 高飞 王英民 +3 位作者 程红娟 张嵩 董增印 辛倩 《半导体技术》 北大核心 2025年第9期915-921,共7页
衬底的表面质量对卤化物气相外延(HVPE)法生长的同质外延薄膜的质量至关重要。研究了(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底研磨和抛光工艺中研磨盘材质、研磨压力、抛光垫种类等参数对材料去除速率(v_(R))、表面粗糙度(R_(a))和表面质量的影... 衬底的表面质量对卤化物气相外延(HVPE)法生长的同质外延薄膜的质量至关重要。研究了(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底研磨和抛光工艺中研磨盘材质、研磨压力、抛光垫种类等参数对材料去除速率(v_(R))、表面粗糙度(R_(a))和表面质量的影响。实验结果表明,采用树脂铜盘、树脂锡盘和SUBA800抛光垫配合3μm粒径的多晶金刚石液研磨,均可以实现塑性域去除,v_(R)分别为3.13、1.23、0.25μm/min,R_(a)分别为16.2、13.2和7.81 nm。在化学机械抛光(CMP)过程中,抛光垫的物性参数直接影响v_(R)和表面质量,采用阻尼布可以实现R_(a)小于0.2 nm、无亚表面损伤的原子级平整表面。采用此衬底进行HVPE法生长的同质外延薄膜形貌均匀,未发现加工相关的缺陷。 展开更多
关键词 (001)面β-Ga_(2)O_(3) 原子级平整 表面粗糙度 材料去除速率 化学机械抛光(CMP)
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基于GaAs界面的长波InAs/GaSb超晶格红外焦平面探测器研制
7
作者 周旭昌 蒋志 +13 位作者 班雪峰 王海澎 孔金丞 邓功荣 岳彪 黄俊博 木迎春 雷晓虹 陈蕊 王海虎 陈杰 周艳 段碧雯 李淑芬 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期56-63,共8页
开展了基于GaAs界面的InAs/GaSb超晶格红外探测器材料和焦平面探测器研究。采用分子束外延(MBE)技术在InAs衬底上生长了高质量的PB1nB2N双势垒超晶格材料,通过GaAs界面的引入来提高了超晶格材料生长温度来改善材料晶体质量并降低暗电流... 开展了基于GaAs界面的InAs/GaSb超晶格红外探测器材料和焦平面探测器研究。采用分子束外延(MBE)技术在InAs衬底上生长了高质量的PB1nB2N双势垒超晶格材料,通过GaAs界面的引入来提高了超晶格材料生长温度来改善材料晶体质量并降低暗电流;同时通过结构设计将电场加载到宽带隙的电子和空穴势垒阻挡层,实现了窄带隙吸收层与耗尽区分离,减小产生-复合暗电流。采用ICP干法刻蚀技术制备出光滑台面,通过硫化/介质膜复合钝化技术实现了低侧壁漏电,研制出长波640×512焦平面探测器组件,截止波长为10.14μm,NETD达到17.8 mK,有效像元率达到99.89%,量子效率达到37%,成像验证展现出优良的光电性能。 展开更多
关键词 GaAs界面 INAS/GASB超晶格 长波 焦平面
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硅基前体在先进集成电路制造中的应用与技术进展
8
作者 刘见华 袁振军 +4 位作者 常欣 赵喜哲 万烨 余学功 杨德仁 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5255-5264,共10页
随着集成电路制造技术的发展,特别是进入28nm/14nm/7nm等先进制程,对晶体管器件、工艺和材料提出了新的要求。硅基前体材料因其高纯度和特定性能参数,在晶圆制造的外延工艺、光刻工艺、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)中扮演着关键... 随着集成电路制造技术的发展,特别是进入28nm/14nm/7nm等先进制程,对晶体管器件、工艺和材料提出了新的要求。硅基前体材料因其高纯度和特定性能参数,在晶圆制造的外延工艺、光刻工艺、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)中扮演着关键角色。文章重点分析和讨论了几种主要的硅基前体材料在先进集成电路制造中的应用现状、研究进展以及合成和提纯工艺技术,包括五氯乙硅烷(PCDS)、新戊硅烷(NPS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDMOS)、二乙氧基甲基硅烷(DEMS)、二异丙胺基硅烷(DIPAS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、正硅酸乙酯(TEOS)、一氯硅烷(MCS)、三甲硅烷基胺(TSA)和双(叔丁氨基)硅烷(BTBAS)等。 展开更多
关键词 硅基前体 先进集成电路 化学气相沉积 原子层沉积 合成工艺 提纯技术
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纳米声学理论的粗粒化分子动力学研究方法
9
作者 李敏 巩鹏杰 +6 位作者 刘鑫鑫 明威 李乐康 朱华泽 赵省贵 杨静 张涛 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期809-817,共9页
针对纳米声学理论研究的计算瓶颈,提出了一种基于能量的粗粒化方法。通过采用Tersoff和SW势函数,构建了映射比为8∶1、27∶1和64∶1的非晶二氧化硅和晶体硅粗粒化模型。研究结果表明,非晶二氧化硅8粗粒化模型在R和D参数均放大1.6倍时,... 针对纳米声学理论研究的计算瓶颈,提出了一种基于能量的粗粒化方法。通过采用Tersoff和SW势函数,构建了映射比为8∶1、27∶1和64∶1的非晶二氧化硅和晶体硅粗粒化模型。研究结果表明,非晶二氧化硅8粗粒化模型在R和D参数均放大1.6倍时,弹性模量相对误差仅3.45%,体积模量均方根误差为3.18 GPa,力学性能与全原子模型吻合度超过90%。晶体硅体系在ε和σ参数分别放大2倍、3倍和4倍时,力学行为与全原子模型高度一致。计算效率显著提升,其中非晶二氧化硅8粗粒化模型计算效率提升约28倍,晶体硅三种粗粒化模型计算效率则分别提升约8倍、26倍和45倍。该方法在保持材料关键物理化学性质的同时,显著提升了计算效率,为二氧化硅非晶导波层和硅半导体晶体的多尺度模拟提供了有效解决方案,对纳米声学理论研究具有重要意义。 展开更多
关键词 分子动力学 粗粒化 SiO_(2)/Si异质结构 Tersoff势函数 Stillinger-Weber势函数 纳米声学理论
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基于衬底台阶调控技术的高质量GaN生长
10
作者 高楠 房玉龙 +4 位作者 王波 张志荣 尹甲运 韩颖 刘超 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期481-487,共7页
GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬... GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬底台阶宽度有助于降低半高宽(FWHM)。采用不同表面预处理条件进行材料生长,发现氨气/三甲基铝(NH_(3)/TMAl)交替预处理对台阶有修饰作用,有助于降低GaN(002)晶面X射线衍射(XRD)峰FWHM,对(102)晶面XRD峰FWHM影响较小。最后讨论了AlN生长温度对GaN晶体质量的影响,发现AlN和GaN晶体质量均随温度升高而提高。综合各条件生长得到的GaN(002)晶面XRD峰FWHM为58.5 arcsec的GaN外延层,该FWHM为目前已知最低值,该样品GaN(102)晶面XRD峰FWHM为104.9 arcsec。 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) GAN 衬底台阶 高温刻蚀 半高宽(FWHM)
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基于InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As材料体系的1550 nm激光能量 转换器
11
作者 张宗坤 孙艳 +1 位作者 郝加明 戴宁 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第4期477-485,共9页
本文报道了基于InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As材料体系的1550nm波长激光能量转换器的设计、仿真和实验验证。通过优化吸收层厚度及采用双层减反射结构(SiO_(2)和SiN),器件光吸收率高达96%,并具有良好的角度变化不敏感性和波长变化鲁棒性。... 本文报道了基于InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As材料体系的1550nm波长激光能量转换器的设计、仿真和实验验证。通过优化吸收层厚度及采用双层减反射结构(SiO_(2)和SiN),器件光吸收率高达96%,并具有良好的角度变化不敏感性和波长变化鲁棒性。实验结果与理论结果相一致,器件外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)达92%。在47mW/cm^(2)的激光功率密度下,电池的光电转换效率达到了23%。理论分析揭示该实验结果低于理论预测值的主要原因是样品器件具有较高的串联电阻和较低的并联电阻,为提高激光光伏电池效率,还需进一步优化器件工艺,以降低器件相关电阻阻值。此外,本文还深入探讨了器件区面积对器件光伏性能的影响,为激光光伏电池的微型化提供了优化方向。 展开更多
关键词 激光能量转换器 InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As 双层减反射结构 无线能量传输
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铌酸镁粉体低温合成方法研究进展
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作者 童亚琦 张微 +3 位作者 李辉 郑彧 张杰 石爽爽 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第1期305-311,共7页
铌酸镁微波介质陶瓷因优异的介电性能而备受关注。作为制备高性能铌酸镁陶瓷的关键原料,铌酸镁粉体的质量对最终产品的性能起着至关重要的作用。本文对当前国内外铌酸镁粉体的低温制备方法进行了总结,系统分析了固相反应法、湿化学法、... 铌酸镁微波介质陶瓷因优异的介电性能而备受关注。作为制备高性能铌酸镁陶瓷的关键原料,铌酸镁粉体的质量对最终产品的性能起着至关重要的作用。本文对当前国内外铌酸镁粉体的低温制备方法进行了总结,系统分析了固相反应法、湿化学法、共沉淀法和溶胶凝胶法工艺的优势和局限性,并展望了铌酸镁粉体制备技术的未来发展方向,为高性能铌酸镁粉体材料的研发提供了有益的参考和启示。 展开更多
关键词 铌酸镁粉体 低温合成方法 固相反应法 湿化学法 共沉淀法 溶胶凝胶法 微波介质陶瓷
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图案表面粗糙度对有机分子区域选择性生长的影响
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作者 聂青苗 石亮 +5 位作者 汪长超 蒋悦 陈乃波 胡来归 王文冲 鄢波 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第1期52-57,共6页
区域选择性生长(ASG),即有机分子在预图案表面上的自组装技术,在有机微/纳米图案化方面具有巨大的发展潜力。为了研究图案表面粗糙度在ASG中的明确作用,在粗粒化各向异性相互作用的动力学蒙特卡罗(KMC)模型中引入了无序强度参数描述图... 区域选择性生长(ASG),即有机分子在预图案表面上的自组装技术,在有机微/纳米图案化方面具有巨大的发展潜力。为了研究图案表面粗糙度在ASG中的明确作用,在粗粒化各向异性相互作用的动力学蒙特卡罗(KMC)模型中引入了无序强度参数描述图案表面粗糙度,进一步模拟了有机分子在不同表面粗糙度图案上的沉积行为。研究结果表明图案表面粗糙度会影响有机分子沉积形貌:表面越光滑,图案顶部生长的薄膜越厚;相反,当图案表面变得更粗糙时,粒子更倾向于以台阶边缘诱导的方式生长在图案的间隔处,与实验结果高度吻合。由此可见粗糙度可用于控制有机图案的成核分配,以实现不同的应用,如全彩显示器和微透镜阵列。 展开更多
关键词 区域选择性生长 动力学蒙特卡罗 有机分子
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基于开口谐振环的小型化无线无源应变传感器阵列设计
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作者 王贤 高尚 +3 位作者 杨尚可 马立军 江剑 雷一菲 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第5期40-50,共11页
现有无线无源应变传感器存在检测方向单一、灵敏度低、尺寸大等问题,难以满足复杂受力条件下飞机机翼等大型金属结构应变状态评估的需求。针对这一问题,利用开口谐振环高辐射能力、低损耗以及高品质因数等优点,基于三角函数与矢量分解... 现有无线无源应变传感器存在检测方向单一、灵敏度低、尺寸大等问题,难以满足复杂受力条件下飞机机翼等大型金属结构应变状态评估的需求。针对这一问题,利用开口谐振环高辐射能力、低损耗以及高品质因数等优点,基于三角函数与矢量分解原理设计了一种基于开口谐振环的小型化无线无源应变传感器阵列。该传感器阵列由3个夹角120°的传感器构成,通过提取各传感器谐振频率偏移量实现金属结构件上应变大小和方向的反演。通过ADS软件得到传感器的阻抗参数,以传感器谐振频率为优化目标采用HFSS软件完成了传感器结构小型化和阻抗匹配优化设计,并利用COMSOL软件进行“力-磁”耦合分析验证了传感器的应变检测性能,随后完成传感器制备。实验结果表明,传感器在电长度方向和电宽度方向的灵敏度分别为-1.517和-0.732 kHz/με,所提出的传感器阵列应变大小的检测精度在8.5%以内,应变方向检测误差在10°以内。该传感器阵列能够实现对金属结构表面应变大小和方向的检测,具有灵敏度高、尺寸小以及成本低等优点。 展开更多
关键词 射频识别 开口谐振环 谐振频率偏移量 无线应变测量 传感器阵列
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lnP快速注入合成、提纯与大尺寸高品质多晶制备
15
作者 李贺斌 王书杰 +4 位作者 孙聂枫 姜剑 邵会民 康永 谷伟侠 《半导体技术》 北大核心 2025年第8期809-814,共6页
高纯InP是制备高品质单晶的基础,通过分析InP注入合成过程及动力学,阐明了InP快速注入合成与提纯机理。注入合成与提纯的主要机制为:注入合成速率快,其他耗材对合成熔体的污染少;高压气泡形成与迁移过程起到吸收易挥发杂质元素的作用;... 高纯InP是制备高品质单晶的基础,通过分析InP注入合成过程及动力学,阐明了InP快速注入合成与提纯机理。注入合成与提纯的主要机制为:注入合成速率快,其他耗材对合成熔体的污染少;高压气泡形成与迁移过程起到吸收易挥发杂质元素的作用;注入合成后提拉生长可以对多晶锭进一步提纯。基于晶体生长原理,分析了富铟生长和富磷生长缺陷的形成机制。通过控制熔体的配比度,获得了抑制上述缺陷的条件。通过InP快速注入合成实验,在2.5 h内合成18 kg InP多晶,制备出直径150~180 mm适用于6英寸(1英寸=2.54 cm)及8英寸垂直梯度凝固(VGF)法单晶生长用高品质多晶,其迁移率为4400~4500 cm^(2)/(V·s),载流子浓度为1.5×10^(15)~3.5×10^(15)cm^(-3)。 展开更多
关键词 INP 注入合成 提拉生长 多晶 提纯 结晶
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锑化物半导体材料及其分子束外延生长研究进展 被引量：2
16
作者 胡德鹏 王红真 +1 位作者 路云峰 贺训军 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期229-240,共12页
锑化物半导体的带隙能量覆盖了整个红外区域,为开展材料的能带工程提供了很大的自由度和灵活性。分子束外延(MBE)是一种在超高真空环境下能够高度可控地生长高纯化合物薄膜材料的技术,在III-V族化合物半导体尤其是锑化物半导体材料生长... 锑化物半导体的带隙能量覆盖了整个红外区域,为开展材料的能带工程提供了很大的自由度和灵活性。分子束外延(MBE)是一种在超高真空环境下能够高度可控地生长高纯化合物薄膜材料的技术,在III-V族化合物半导体尤其是锑化物半导体材料生长中得到了广泛应用。通过对锑化物半导体材料的特性、实际应用的探讨,着重介绍了分子束外延技术在锑化物生长领域的最新研究进展。首先,阐述了二元、三元和四元锑化物半导体材料的物理特性;其次,总结了相关的红外探测器、激光器和热光伏电池等器件在低暗电流和高工作温度等研究方向的进展;最后,针对锑化物半导体的MBE生长工艺和过程中存在的问题,总结了一些切实可行的解决方案,并且展望了未来锑化物半导体材料分子束外延的发展趋势。 展开更多
关键词 锑化物 半导体 分子束外延(MBE) 能带结构 生长工艺
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半导体材料闪烧机理及制备研究进展
17
作者 赵世伟 俞鹏飞 +2 位作者 邵汀荃 孙星 赵鹏 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期685-696,共12页
半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可... 半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会引起晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。目前,低温烧结制备半导体材料引起了研究人员的广泛关注,闪烧技术制备陶瓷材料成为其中的研究热点。本文立足理论与应用两方面,系统综述了半导体材料闪烧技术的研究进展,阐述了该烧结新技术在高性能半导体材料制备过程中的优势及应用前景,以期为闪烧技术的机理、工艺优化及应用拓展提供研究方向。 展开更多
关键词 半导体材料 闪烧 机理 应用 研究进展
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光门控效应调控光电探测器响应特性研究进展
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作者 刘豪 宋宏伟 陈聪 《发光学报》 北大核心 2025年第5期847-862,共16页
光电探测器的性能包括光吸收效率、灵敏度和准确度等多种参数,涉及光伏效应、光电导效应、热释电效应、光热电效应和光门控效应等多方面光-电转换效应。光门控效应指的是光照射后,光敏材料中部分光生载流子被陷阱捕捉并进入陷阱态,从而... 光电探测器的性能包括光吸收效率、灵敏度和准确度等多种参数,涉及光伏效应、光电导效应、热释电效应、光热电效应和光门控效应等多方面光-电转换效应。光门控效应指的是光照射后,光敏材料中部分光生载流子被陷阱捕捉并进入陷阱态,从而影响光电探测器导电通道中载流子的传输特性。本文综述了光门控效应及其在提升光电探测器性能中的应用。首先,介绍了光门控效应的基本原理,然后探讨了其对光电探测器性能的影响,涵盖增益与带宽、响应度与响应时间以及转移特性曲线等方面。光门控效应在光电探测器中主要通过控制光信号输出电信号,从而提高探测器对弱光信号的灵敏度、动态范围和信噪比。特别地,本文重点讨论了光门控效应在低维光电探测器中的应用,包括纳米线、石墨烯和其他二维材料。最后,探讨了光门控效应在提升钙钛矿光电探测器中的重要作用,并展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 光门控效应 增益 响应度 低维材料 钙钛矿
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基于晶圆级介电薄膜掺杂参考样片的FTIR光谱校准建模应用
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作者 金红霞 饶张飞 +1 位作者 秦凯亮 薛栋 《半导体技术》 北大核心 2025年第10期1085-1092,共8页
为解决复杂工艺环境下多元素掺杂质量分数在线监测的难题,提出一种基于晶圆级介电薄膜参考样片的掺杂质量分数设计与定量检测方法。基于全因子设计与中心复合分布,制定了介电薄膜掺杂参考样片设计方案,结合次常压化学气相沉积(SACVD)工... 为解决复杂工艺环境下多元素掺杂质量分数在线监测的难题,提出一种基于晶圆级介电薄膜参考样片的掺杂质量分数设计与定量检测方法。基于全因子设计与中心复合分布,制定了介电薄膜掺杂参考样片设计方案,结合次常压化学气相沉积(SACVD)工艺与Si_3N_4阻隔膜技术制备了6英寸(1英寸=2.54 cm)硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)掺杂参考样片。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对参考样片进行特征峰吸光度分析,构建硼、磷掺杂质量分数的定量校准模型,实现了双元素同步检测。校准集分析结果显示,该模型对硼、磷掺杂质量分数的预测值与标准值的决定系数(R~2)分别达0.998和0.995;在验证集下该模型对硼、磷掺杂质量分数的预测误差分别仅为0.22%和0.17%,各项指标均满足集成电路工艺的精度要求。 展开更多
关键词 介电薄膜 掺杂质量分数 全因子设计 阻隔膜技术 傅里叶变换红外(FTIR)光谱校准建模
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直流反应磁控溅射法制备ZnO:Zr透明导电薄膜(英文)
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作者 张化福 类成新 +1 位作者 刘汉法 袁长坤 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期977-981,共5页
以Zn∶Zr为靶材,利用直流反应磁控溅射法制备了ZnO∶Zr透明导电薄薄膜。研究了沉积压强对ZnO∶Zr薄膜形貌、结构、光学及电学性能的影响。实验结果表明所制备的ZnO∶Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。沉... 以Zn∶Zr为靶材,利用直流反应磁控溅射法制备了ZnO∶Zr透明导电薄薄膜。研究了沉积压强对ZnO∶Zr薄膜形貌、结构、光学及电学性能的影响。实验结果表明所制备的ZnO∶Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。沉积压强对ZnO∶Zr薄膜的晶化程度、形貌、生长速率和电阻率影响很大,而对其光学性能如透光率、光学带隙及折射率影响不大。当沉积压强为2 Pa时,ZnO∶Zr薄膜的电阻率达到最小值2.0×10-3Ω·cm,其可见光平均透过率和平均折射率分别为83.2%和1.97。 展开更多
关键词 直流反应磁控溅射 ZnO∶Zr薄膜 透明导电薄膜 沉积压强
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