GaAsBi半导体材料的制备及应用研究进展

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作者 马玉麟 郭祥 丁召 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期25-37,共13页

稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材... 稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料,对其制备方法和研究进展进行了综述。研究人员对GaAsBi材料的研究主要集中在薄膜、多量子阱、纳米线和量子点材料的制备。在薄膜材料方面,侧重于研究制备工艺条件对GaAsBi薄膜的影响,例如低衬底温度、低生长速率和非常规的Ⅴ/Ⅲ束流比;在多量子阱材料方面,采用双衬底温度技术有效减少Bi偏析问题;对于纳米线和量子点材料,金属Bi作为表面活性剂可以改善材料的形貌和光学性能。然而,目前在该材料研究和应用方面仍存在挑战,如薄膜材料的结晶质量恶化和金属Bi分凝团聚,以及量子点材料中Bi的均匀性和形成机制的争议。解决这些问题对于提高GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料的质量和促进器件发展具有重要意义。 展开更多

关键词 稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料 GaAsBi薄膜 多量子阱材料 量子点材料 MBE MOVPE

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基于分子束外延技术可控制备Bi原子团簇的研究

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作者 马玉麟 郭祥 丁召 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期79-84,共6页

本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si(111)衬底表面成功制备金属Bi原子团簇.首先,分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下,制备了大小均一、密度不同的Bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变生长温度来精细控制Bi原子团簇... 本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si(111)衬底表面成功制备金属Bi原子团簇.首先,分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下,制备了大小均一、密度不同的Bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变生长温度来精细控制Bi原子团簇的密度,当温度升高100℃,密度从1.05×10^(11)cm^(-2)降低至2.5×10^(7)cm^(-2),实现对团簇密度4个数量级的可控调节,并且发现Bi原子团簇密度对生长温度的依赖性符合经典成核理论.其次,分别在10 s、15 s、20 s的沉积时长下,制备了密度相同、尺寸各异的Bi原子团簇.实验结果表明,可以通过改变沉积时长来精细控制Bi原子团簇的尺寸:当沉积时长增加10 s,高度和直径分别从8.5 nm和65 nm增大到13.7 nm和100 nm,实现对团簇尺寸在10 nm高度、80 nm直径范围的可控调节,并且发现Bi原子团簇尺寸对沉积时长的依赖性符合晶体生长动力学.与分子束外延制备传统的Ⅲ族(Al,Ga,In)原子团簇做对比,这些结果可以为制备Ⅴ族原子团簇提供实验参考和指导,从而促进纳米级含Bi材料的制备. 展开更多

关键词 分子束外延 Bi原子团簇 生长温度 沉积时长 经典成核理论 晶体生长动力学

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基于分子束外延技术可控制备Ga原子团簇的研究

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作者 马玉麟 郭祥 丁召 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第3期77-84,共8页

本研究基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术在Si(100)衬底表面成功制备金属Ga原子团簇.通过控制变量法,研究其尺寸形貌与工艺参数之间的关系.第一组对照实验分别在940℃、970℃、1000℃的Ga源温度下制备Ga原子团簇.实验结... 本研究基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术在Si(100)衬底表面成功制备金属Ga原子团簇.通过控制变量法,研究其尺寸形貌与工艺参数之间的关系.第一组对照实验分别在940℃、970℃、1000℃的Ga源温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,Ga源温度的升高导致Ga的蒸发量增加,进而沉积在Si衬底表面的Ga原子增多,Ga原子自组装成团簇,最终表现为Ga原子团簇的高度升高.第二组对照实验分别在3 s、6 s、10 s、40 s、50 s、60 s的沉积时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,沉积时长增加导致团簇的高度逐渐增加,主要由新吸附原子和竞争效应驱动.第三组对照实验分别在0 s、60 s、300 s的退火时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,退火时长的增加导致团簇的高度下降和团簇内的原子重新排列和分布有关.第四组对照实验分别在420℃、500℃的退火温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,升温至500℃退火会促进Ga原子团簇呈现有序排列,是表面原子的热运动和Ga原子团簇与Si(100)的晶格匹配度的共同作用的结果. 展开更多

关键词 MBE Ga原子团簇 Ga源温度 沉积时长 退火时长

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一款具有过温指示功能的高速功率运算放大器

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作者 冯仕豪 余德水 +1 位作者 马奎 杨发顺 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期273-281,312,共10页

基于80 V双极型集成电路工艺,设计了一种具有过温指示功能的高速功率运算放大器。该设计采用源极驱动-共基放大的输入级电路结构,选用p沟道结型场效应晶体管(JFET)作为输入管,实现了低输入偏置电流和高转换速率。为防止输出功率晶体管... 基于80 V双极型集成电路工艺,设计了一种具有过温指示功能的高速功率运算放大器。该设计采用源极驱动-共基放大的输入级电路结构,选用p沟道结型场效应晶体管(JFET)作为输入管,实现了低输入偏置电流和高转换速率。为防止输出功率晶体管因过热而损坏,设计了过温指示及热关断模块,在139~164℃的温度区间内具有迟滞型热关断与过温指示功能。芯片测试结果显示,该电路的输入偏置电流为16.804 pA,输入失调电流为2.49 pA,开环电压增益为128.2 dB,转换速率为19.57 V/μs,增益带宽积为3.5 MHz。 展开更多

关键词 结型场效应晶体管(JFET)输入 功率运放 高转换速率 低失调 过温保护

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稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的第一性原理研究

5

作者 姜冠戈 江玉琪 +1 位作者 郭祥 丁召 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期2155-2160,2167,共7页

单层二硒化钨(WSe_(2))是一种具有良好的热稳定性、电子运输和大面积可扩展性的优秀特性。基于密度泛函理论,利用第一性原理计算研究了稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的结构、电学性质和光学性质。采用稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂... 单层二硒化钨(WSe_(2))是一种具有良好的热稳定性、电子运输和大面积可扩展性的优秀特性。基于密度泛函理论,利用第一性原理计算研究了稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的结构、电学性质和光学性质。采用稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂使单层WSe_(2)呈现P型导电传输特性,增强了导电性能,展现半金属特性。此外,La、Eu、Ho掺杂后,提高了单层WSe_(2)在红外光区的光探测能力和对可见光的利用率,在深紫外区域也具有应用潜力。研究结果证明了La、Eu、Ho掺杂单层WSe_(2)的电学性质、光学性质和扩大其应用方面的重要性。 展开更多

关键词 单层二硒化钨 第一性原理计算 掺杂 光学性质

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Al掺杂对β-Ga_(2)O_(3)薄膜光学性质的影响研究

6

作者 钟琼丽 王绪 +1 位作者 马奎 杨发顺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第8期1352-1360,共9页

近年来,半导体器件向着高散热性、高击穿场强和低能耗的方向发展,因此超宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)具有广阔的应用前景,而有效掺杂是实现β-Ga_(2)O_(3)器件的基础。实验采用磁控溅射法制备Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_... 近年来,半导体器件向着高散热性、高击穿场强和低能耗的方向发展,因此超宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)具有广阔的应用前景,而有效掺杂是实现β-Ga_(2)O_(3)器件的基础。实验采用磁控溅射法制备Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)复合结构,经高温退火使Al原子热扩散进入薄膜中,形成Al掺杂的β-Ga_(2)O_(3)薄膜。采用激光区熔法使薄膜区域熔化再结晶,进一步提升掺杂质量。对Al掺杂β-Ga_(2)O_(3)薄膜的晶体性质、杂质含量及光学性质进行了测试表征。结果表明:Al掺杂不改变β-Ga_(2)O_(3)薄膜的晶体结构;随着Al层溅射时间延长,掺杂含量逐渐增加;当Al溅射时间为5和10 s时,薄膜紫外吸收率分别为40%和50%;随着Al溅射时间的增加,Al掺杂β-Ga_(2)O_(3)薄膜紫外区域光吸收率逐渐增强,Al溅射时间为300 s时,β-Ga_(2)O_(3)薄膜的光吸收率接近90%;低浓度的Al掺杂会导致β-Ga_(2)O_(3)薄膜的禁带宽度变窄。 展开更多

关键词 β-Ga_(2)O_(3)薄膜 AL掺杂 磁控溅射 Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)/Al/Ga_(2)O_(3)复合结构 光吸收 光学带隙

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基于第一性原理研究缺陷对单层WSe_(2)结构的光电性质的影响

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作者 廖展旺 江玉琪 郭祥 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期5079-5085,共7页

二硒化钨(WSe_(2))具有许多优异的性能,在自旋电子和光电子学的应用中具有极好的潜力,研究缺陷WSe_(2)的电子结构有助于理解载流子掺杂、散射等效应,对其在电子和光电器件中的应用有重要意义。基于密度泛函理论,研究了五种缺陷对WSe_(2... 二硒化钨(WSe_(2))具有许多优异的性能,在自旋电子和光电子学的应用中具有极好的潜力,研究缺陷WSe_(2)的电子结构有助于理解载流子掺杂、散射等效应,对其在电子和光电器件中的应用有重要意义。基于密度泛函理论,研究了五种缺陷对WSe_(2)的电子结构和光学性质的影响。对于实验结果进行分析,缺陷对于单层WSe_(2)调控能力较强,其中钨(W)原子与硒(Se)原子位置互换的替位缺陷模型增强了材料的导电性。引入缺陷后材料的光学性质发生较大变化,缺陷结构与本征WSe_(2)结构相比,其长波吸收能力得到了提升,为WSe_(2)在光探测领域的运用提供了理论基础。 展开更多

关键词 第一性原理 WSe_(2) 缺陷 光电性质

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磁控溅射功率对β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响 被引量：2

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作者 冉景杨 高灿灿 +1 位作者 马奎 杨发顺 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第4期90-94,共5页

近年来,第三代宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)受到越来越多的关注,在材料制备、掺杂、刻蚀等方面都有广泛研究.射频磁控溅射是常用的β-Ga_(2)O_(3)薄膜制备方法之一,而磁控溅射法制膜往往需要进行退火处理以提高薄膜质量.本文研究溅... 近年来,第三代宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)受到越来越多的关注,在材料制备、掺杂、刻蚀等方面都有广泛研究.射频磁控溅射是常用的β-Ga_(2)O_(3)薄膜制备方法之一,而磁控溅射法制膜往往需要进行退火处理以提高薄膜质量.本文研究溅射功率对射频磁控溅射在C面蓝宝石基底上制备得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响. X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,随着溅射功率的增大,半峰宽呈现先增大后减小再增大的趋势,晶粒尺寸变化与之相反.此外,通过积分球式分光光度计,研究了溅射功率对β-Ga_(2)O_(3)薄膜光学特性的影响.光学特性方面,薄膜吸光度随着波长的增加,先升高后下降、再升高再下降,最后吸收边在700 nm附近截止,不同溅射功率制备的薄膜吸收光谱都存在两个吸收峰. 展开更多

关键词 β-Ga_(2)O_(3) 射频磁控溅射 溅射功率 半峰宽 晶粒尺寸

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Al液滴在GaAs表面的熟化行为研究

9

作者 李耳士 黄延彬 +5 位作者 郭祥 王一 罗子江 李志宏 蒋冲 丁召 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第10期1819-1824,共6页

为探究Al液滴在GaAs表面的熟化行为,利用液滴外延法在GaAs衬底表面制备Al液滴。在零As压环境下,通过控制退火时间有效控制Al液滴的生长、成核。结合热力学原理和晶体生长理论对样品形貌变化现象进行物理解释,构建出液滴形貌变化过程中... 为探究Al液滴在GaAs表面的熟化行为,利用液滴外延法在GaAs衬底表面制备Al液滴。在零As压环境下,通过控制退火时间有效控制Al液滴的生长、成核。结合热力学原理和晶体生长理论对样品形貌变化现象进行物理解释,构建出液滴形貌变化过程中熟化、刻蚀和扩散行为的基本模型。理论计算表明,液滴在熟化行为达到退火239 s的平衡点后,被向下刻蚀和向外扩散两个行为同时消耗。 展开更多

关键词 铝液滴 熟化 形貌 液滴外延

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AlxIn1-xAs电子结构和光学性质的第一性原理研究

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作者 张振东 王一 +5 位作者 黄延彬 李志宏 杨晨 罗子江 郭祥 丁召 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2019年第6期1057-1063,共7页

基于密度泛函理论,对各组分Alx In1-x As(x为0~1)的晶体结构,电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结果显示,随Al组分x增加,Alx In1-x As晶体各键长将缩短,键角发生变化,晶胞体积也将减小,晶格常数的变化符合Vegard定律.另外,随着A... 基于密度泛函理论,对各组分Alx In1-x As(x为0~1)的晶体结构,电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结果显示,随Al组分x增加,Alx In1-x As晶体各键长将缩短,键角发生变化,晶胞体积也将减小,晶格常数的变化符合Vegard定律.另外,随着Al组分x的增加,Alx In1-x As的禁带宽度变宽,且能带有从直接带隙结构转变为间接带隙结构的趋势.具有较高In组分的Alx In1-x As晶体在可见光区域中的光吸收能力更强,光谱响应范围更大. 展开更多

关键词 AlxIn1-xAs 晶体结构 电子结构 光学性质 第一性原理

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一种环形屏积分球光源的辐照均匀度研究 被引量：5

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作者 曾瑞敏 王阳 +3 位作者 唐泽恬 夏成蹊 丁召 杨晨 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期632-637,共6页

均匀光源被广泛应用于光学成像、遥感仪器的研制与标定等领域。提出了一种具有环形遮挡屏的积分球光源结构,以辐照均匀度分布特性为目标,利用蒙特卡洛(MCM)分析通过改变光源类型、挡板位置、开口大小、光源数量等参数对光源结构进行分... 均匀光源被广泛应用于光学成像、遥感仪器的研制与标定等领域。提出了一种具有环形遮挡屏的积分球光源结构,以辐照均匀度分布特性为目标,利用蒙特卡洛(MCM)分析通过改变光源类型、挡板位置、开口大小、光源数量等参数对光源结构进行分析与优化。结果显示,朗伯特光源较之准直型光源辐照均匀度平均提高2.32%;挡板位置靠近积分球边缘时,辐照均匀度略低于其他位置;综合考虑辐射能量与照度均匀度,积分球开口比定在30%~35%区间内更为合适;辐射能量与光源数量呈线性关系,且不均匀度随光源数量在2.46%~3.38%波动。优化后的环形遮挡屏结构,可作为辐照均匀的光源应用于实际场景。 展开更多

关键词 积分球 辐照度 均匀光源 蒙特卡洛

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In液滴在GaAs(001)表面扩散行为的研究

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作者 赵梦秦 黄泽琛 +5 位作者 蒋冲 张丹懿 唐锦程 王一 郭祥 丁召 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2023年第2期65-72,共8页

量子点的物理与光电性质主要依赖于其尺寸及密度参数,而量子点的密度、高度等参数又控制着原子在衬底上的成核行为.本文采用液滴外延法在GaAs(001)表面生长金属In液滴,研究了In液滴的扩散运动与衬底温度和沉积速率之间的关系,研究发现,... 量子点的物理与光电性质主要依赖于其尺寸及密度参数,而量子点的密度、高度等参数又控制着原子在衬底上的成核行为.本文采用液滴外延法在GaAs(001)表面生长金属In液滴,研究了In液滴的扩散运动与衬底温度和沉积速率之间的关系,研究发现,随着衬底温度的升高和沉积速率的降低,In液滴尺寸增大密度却降低.通过得到的实验数据,拟合关于In液滴密度与衬底温度和沉积速率的曲线,分析了量子环的生长机制,并根据原子的表面迁移行为,进一步分析其表面原子扩散机理. 展开更多

关键词 量子点 In液滴 衬底温度 沉积速率 量子环 原子的表面迁移

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一种超低失调集成运算放大器的设计与实现 被引量：4

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作者 刘传兴 何贵昆 +1 位作者 马奎 杨发顺 《半导体技术》 北大核心 2024年第2期143-150,共8页

基于双极型工艺设计了一种超低失调集成运算放大器。通过在差分输入级的有源负载处设计电阻修调网络来调整失调电压,并针对基极电流补偿不可控的问题设计了可修调的基极电流补偿结构来降低偏置电流,利用激光修调技术减小基极补偿结构引... 基于双极型工艺设计了一种超低失调集成运算放大器。通过在差分输入级的有源负载处设计电阻修调网络来调整失调电压,并针对基极电流补偿不可控的问题设计了可修调的基极电流补偿结构来降低偏置电流,利用激光修调技术减小基极补偿结构引入的随机失调,有效改善了输入级失调。增益级采用结型场效应晶体管(JFET)差分对管以获得高增益,输出级采用全npn晶体管的乙类输出结构可满足大功率输出需求。芯片实测数据表明:在全温度范围内,失调电压最大为-25.3μV,失调电压温漂为0.025μV/℃,输入偏置电流为-3.535 nA,输入失调电流为-0.825 nA。实现了超低的失调电压、电流和温漂。 展开更多

关键词 低失调 低温漂 基极电流补偿 激光修调 双极型工艺

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一种低功耗低失调的集成运算放大器 被引量：3

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作者 付玉 杜承钢 +2 位作者 闵睿 杨发顺 马奎 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期851-857,共7页

针对高精度、低功耗运放的需求,利用40V双极型工艺设计了一款电源电压为3~30V的低功耗、低失调集成运算放大器。该运放为单片四通道结构,利用一个不完全对称的二级运放,以减小电路的功耗,同时使得输入级失调得到有效改善。并且在输入级... 针对高精度、低功耗运放的需求,利用40V双极型工艺设计了一款电源电压为3~30V的低功耗、低失调集成运算放大器。该运放为单片四通道结构,利用一个不完全对称的二级运放,以减小电路的功耗,同时使得输入级失调得到有效改善。并且在输入级加入了一对射极跟随器,增大电路的输入阻抗,使得输入基极电流有效减小。芯片的测试结果表明,在-55~125℃的范围内,平均开环增益可以达到105.998dB,平均失调电压为159.27μV,平均输入偏置电流为-5.787nA,平均输入失调电流为-0.287nA,单个运放的平均电源电流为189.679μA。 展开更多

关键词 双极型工艺 低功耗 低失调 二级运放 射极跟随器 输入阻抗

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液滴外延下生长参数对InAs纳米结构形貌的影响

15

作者 马玉麟 郭祥 +1 位作者 王一 丁召 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第2期68-72,共5页

利用液滴外延法在GaAs(001)衬底表面制备InAs量子点,通过控制变量分别研究沉积速率、沉积量对In液滴在GaAs表面生长过程中的影响.使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)表征I⁃nAs纳米结构形貌,得出结论:(1)沉积速率主要通过影... 利用液滴外延法在GaAs(001)衬底表面制备InAs量子点,通过控制变量分别研究沉积速率、沉积量对In液滴在GaAs表面生长过程中的影响.使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)表征I⁃nAs纳米结构形貌,得出结论:(1)沉积速率主要通过影响In液滴成核率来控制液滴的密度,即随着沉积速率的增大,In原子在衬底表面的成核率增加,InAs量子点密度增加,实验符合生长动力学经典成核理论.(2)沉积量的改变主要影响液滴的熟化过程,即随着沉积量的增大,可参与生长的活跃的In原子增加,促进了液滴熟化,使得扩散坍塌的原子数量增加,导致在InAs纳米结构中出现多量子点现象. 展开更多

关键词 液滴外延 沉积速率 成核率 沉积量 熟化 INAS量子点

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基于SF_(6)/Ar的电感耦合等离子体干法刻蚀β-Ga_(2)O_(3)薄膜

16

作者 曾祥余 马奎 杨发顺 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期624-628,共5页

使用SF_(6)/Ar混合气体作为刻蚀气体,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法,研究了不同激励功率和偏置功率对Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率的影响以及不同刻蚀时间对表面粗糙度的影响,并观察了光刻胶的损伤情况以调整刻蚀工艺参数。实验结果表... 使用SF_(6)/Ar混合气体作为刻蚀气体,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法,研究了不同激励功率和偏置功率对Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率的影响以及不同刻蚀时间对表面粗糙度的影响,并观察了光刻胶的损伤情况以调整刻蚀工艺参数。实验结果表明,适度地增大激励功率和偏置功率可以提高刻蚀速率;合适的刻蚀时间可以在得到低粗糙度表面的同时不会过度损伤光刻胶掩膜。通过优化工艺参数,在激励功率为600 W、偏置功率为150 W、刻蚀时间为17 min下,可得到30 nm/min的Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率,刻蚀表面的垂直度高、粗糙度低,同时光刻胶掩膜形貌完好。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体(ICP)刻蚀 Ga_(2)O_(3)薄膜 刻蚀速率 光刻胶掩膜 低粗糙度表面

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基于ICP的Ar等离子体干法刻蚀Ti/Ni/Ag薄膜

17

作者 黄梦茹 卢林红 +2 位作者 郭丰杰 马奎 杨发顺 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第10期893-898,共6页

在电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺中,选择合适的刻蚀条件对Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀至关重要。使用氩气(Ar)作为刻蚀气体,研究了射频偏压功率、气体体积流量、腔体压强、刻蚀时间等多个参数对功率芯片背面Ti/Ni/Ag薄膜刻蚀深度的影响,并优化... 在电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺中,选择合适的刻蚀条件对Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀至关重要。使用氩气(Ar)作为刻蚀气体,研究了射频偏压功率、气体体积流量、腔体压强、刻蚀时间等多个参数对功率芯片背面Ti/Ni/Ag薄膜刻蚀深度的影响,并优化刻蚀工艺参数。实验结果表明,调节射频偏压功率和Ar体积流量可以显著影响刻蚀速率,进而对薄膜的微结构进行有效调控。通过优化工艺参数,在射频偏压功率300 W、Ar体积流量40 cm^(3)/min、腔体压强1.2 Pa、刻蚀时间50 min下,芯片Ti/Ni/Ag薄膜的刻蚀深度达到283.25μm,有效提升了刻蚀效率和刻蚀精度。 展开更多

关键词 Ti/Ni/Ag薄膜 电感耦合等离子体(ICP) 刻蚀深度 AR 射频偏压功率

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一种3×10^(-6)/℃的超低温漂带隙基准源

18

作者 娄义淳 杜承钢 +3 位作者 闵睿 郑倩 杨发顺 马奎 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期742-748,共7页

基于40 V双极型工艺,利用Brokaw型带隙基准源模型,设计了一种宽输入电压范围、超低温漂的带隙基准源。在Brokaw模型的基础上改进核心带隙基准电路设计,使用不同温度系数电阻的补偿方法对基准源的温漂进行二阶补偿;偏置电路使用改进的基... 基于40 V双极型工艺,利用Brokaw型带隙基准源模型,设计了一种宽输入电压范围、超低温漂的带隙基准源。在Brokaw模型的基础上改进核心带隙基准电路设计,使用不同温度系数电阻的补偿方法对基准源的温漂进行二阶补偿;偏置电路使用改进的基极-发射极电压作为电流源,利用电流镜为其他模块提供电流;在钳位运放中引入负反馈,以提高电路的输入电压范围。芯片实测数据表明,在4~36 V的工作电压范围内,2.5 V和3 V输出电压的温漂系数均小于3×10^(-6)/℃;2.5 V和3 V输出电压的线性调整率分别为7.3μV/V和2.5μV/V,实现了超低的温度漂移和线性调整率。 展开更多

关键词 双极型 带隙基准源 超低温漂 Brokaw模型 二阶补偿

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基于倾斜旋转方法磁控溅射制备TSV阻挡层

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作者 申菊 卢林红 +4 位作者 杜承钢 冉景杨 闵睿 杨发顺 马奎 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期726-731,共6页

硅通孔(TSV)是实现三维集成的关键技术,在TSV侧壁制备连续和均匀的阻挡层至关重要。提出了一种磁控溅射制备TSV侧壁阻挡层的方法,将溅射基台倾斜一定角度并水平匀速旋转,使溅射离子的掉落方向与TSV侧壁不平行,靶材离子更容易溅射沉积在... 硅通孔(TSV)是实现三维集成的关键技术,在TSV侧壁制备连续和均匀的阻挡层至关重要。提出了一种磁控溅射制备TSV侧壁阻挡层的方法,将溅射基台倾斜一定角度并水平匀速旋转,使溅射离子的掉落方向与TSV侧壁不平行,靶材离子更容易溅射沉积在TSV侧壁,使得TSV侧壁都能被溅射到,更有利于制备连续和均匀的阻挡层。使用Ti靶进行直流磁控溅射,优化溅射电流和溅射气压,通过扫描电子显微镜(SEM)对TSV侧壁阻挡层的形貌进行表征分析。随着溅射电流和溅射气压的增大,阻挡层的厚度会增加,但是溅射气压的增大使得溅射钛晶粒变得细长,从而导致阻挡层的均匀性和致密性变差。 展开更多

关键词 硅通孔(TSV) 阻挡层 磁控溅射 溅射电流 溅射气压

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磁控溅射衬底加热温度和后退火温度对制备β-Ga_(2)O_(3)薄膜材料的影响 被引量：4

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作者 高灿灿 姬凯迪 +1 位作者 马奎 杨发顺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第2期296-301,309,共7页

作为宽禁带半导体材料的一员,结构稳定的β-Ga_(2)O_(3)具有比SiC和GaN更宽的禁带宽度和更高的巴利加优值,近年来受到科研人员的广泛关注。本文采用射频(RF)磁控溅射法在C面蓝宝石衬底上生长β-Ga_(2)O_(3)薄膜,探究溅射过程中衬底加热... 作为宽禁带半导体材料的一员,结构稳定的β-Ga_(2)O_(3)具有比SiC和GaN更宽的禁带宽度和更高的巴利加优值,近年来受到科研人员的广泛关注。本文采用射频(RF)磁控溅射法在C面蓝宝石衬底上生长β-Ga_(2)O_(3)薄膜,探究溅射过程中衬底加热温度的影响。溅射完成后通过高温退火处理提升薄膜质量,研究衬底加热温度和后退火温度对氧化镓薄膜晶体结构和表面形貌的影响。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等测试手段对β-Ga_(2)O_(3)薄膜晶体结构、表面形貌等进行分析表征。实验结果表明,随着衬底加热温度的升高,β-Ga_(2)O_(3)薄膜表面粗糙度逐渐降低,薄膜晶体质量得到显著提升;在氧气气氛中进行后退火,合适的后退火温度有利于氧化镓薄膜重新结晶、增大晶粒尺寸,能够有效修复薄膜的表面态和点缺陷,对于改善薄膜晶体质量有明显优势。 展开更多

关键词 β-Ga_(2)O_(3)薄膜 宽禁带半导体 磁控溅射 衬底加热温度 高温退火 晶体结构 表面形貌

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