Micro-Raman光谱鉴定碳化硅单晶的多型结构

利用激光拉曼光谱仪测量了SiC单晶中不同多型的显微Raman光谱.在Raman光谱中,最大强度的FTA模和FTO模应出现在其简约波矢x等于该多型的六角度h处,据此对4H-SiC单晶中的多型进行了鉴定.同时采用高分辨X射线衍射测量了该晶片不同区域的摇摆曲线,将不同多型体的计算衍射角与实验值加以比较,对SiC晶片中的多型进行了标注,所得结论与激光Raman光谱测定结果相一致,说明Raman光谱是一种简单、快速地鉴定多型结构的强有力的工具.实验结果表明,在升华法生长4H-SiC单晶过程中,容易出现寄生6H、15R多型同4H多型的竞争生长,简单分析了寄生多型产生的原因.     

SiC单晶生长及其晶片加工技术的进展

回顾了SiC单晶的发展历史，总结了目前的发展状况，同时介绍了SiC单晶生长所需要的温场和生长工艺，最后介绍了SiC单晶的加工技术. 通过模拟计算与具体实验相结合的方法，调整坩埚在系统中的位置及优化坩埚设计可以得到理想温场. 近平微凸的温场有利于晶体小面的扩展，进而有利于减少缺陷提高晶体的质量. 由于SiC硬度非常高，对单晶后续的加工造成很多困难，包括切割和磨抛. 研究发现利用金刚石线锯切割大尺寸SiC晶体，可以得到低翘曲度、低表面粗糙度的晶片；采用化学机械抛光法，可以有效地去除SiC表面的划痕和研磨引入的加工变质层，加工后的SiC晶片粗糙度可小于1nm.     

衬底温度对脉冲激光沉积在Si衬底上Zn0.95Co0.05O薄膜的影响

在不同的衬底温度下在n型Si(111)衬底上采用脉冲激光沉积的方法生长了(002)择优取向的具有室温铁磁性的Zn0.95Co0.05O薄膜。X射线衍射显示所生长的薄膜呈六方纤锌矿结构。X射线光电子能谱测试表明薄膜中出现的室温铁磁性不是由于Co团簇产生的。发现薄膜生长过程中产生的间隙锌、氧空位以及晶格缺陷对铁磁性有显著的影响。通过改变衬底温度可以控制薄膜中间隙锌、氧空位及晶格缺陷的数量,薄膜的铁磁性同时也可以被明显地改变,这是缺陷与薄膜的室温铁磁性相关的直接证据。     

半绝缘6H-SiC单晶的生长

用升华法生长出了电阻率高达1010Ω·cm的半绝缘6H-SiC体块晶体.用二次离子质谱(secondary ion mass spectrometry,SIMS)、辉光放电质谱(glow discharge mass spectroscopy,GDMS)测量了晶体和原料中的杂质浓度,包括硼、铝、钒.结果表明,钒的浓度会影响生长晶体的质量.分别用Pt和In做电极测试样品电阻率特性,发现不同的电极对测试结果有较大影响.     

SiC单晶生长及其晶片加工技术的进展

回顾了SiC单晶的发展历史,总结了目前的发展状况,同时介绍了SiC单晶生长所需要的温场和生长工艺,最后介绍了SiC单晶的加工技术.通过模拟计算与具体实验相结合的方法,调整坩埚在系统中的位置及优化坩埚设计可以得到理想温场.近平微凸的温场有利于晶体小面的扩展,进而有利于减少缺陷提高晶体的质量.由于SiC硬度非常高,对单晶后续的加工造成很多困难,包括切割和磨抛.研究发现利用金刚石线锯切割大尺寸SiC晶体,可以得到低翘曲度、低表面粗糙度的晶片;采用化学机械抛光法,可以有效地去除SiC表面的划痕和研磨引入的加工变质层,加工后的SiC晶片粗糙度可小于1nm.     

SiC单晶片的超精密加工

半导体晶片的加工质量和精度,直接影响到器件的性能.本文提出了一种超精密加工SiC晶片的方法,并详细论述了化学机械抛光的原理.加工后的SiC单晶片,平整度为±3μm,粗糙度＜5nm,且应力较小.     

同步辐射背反射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的小角晶界和微管

利用同步辐射X射线形貌术对升华法生长的6H-SiC(0001)晶片中的小角晶界与微管缺陷进行了研究.小角晶界在同步辐射中的形貌成直线沿〈11- 00〉方向分布.根据螺位错附近的应变场和衍射几何,模拟了基本Burgers矢量大小的螺位错在同步辐射形貌像中的衍衬像,模拟结果与实验结果符合较好.据此指认了基本螺位错,并确定了微管Burgers矢量的大小.     

升华法生长大直径的SiC单晶

采用高纯Si粉和C粉在适宜的温度和压力下合成了多晶SiC粉末,在此基础上采用升华法在低压高温下条件下生长了大直径6H-SiC单晶,并根据热力学理论分析了SiC的分解.结果表明,在2 300℃附近的生长温度下,Si,Si2C,SiC2是Si-C热力学平衡下的主要物种,其平衡分压比同组分的SiC物种高出3个量级,因而是升华过程中的主要物种,其质量传输过程直接决定SiC的生长.另外,采用光学显微镜观察SiC单晶中的生长缺陷,分析了缺陷成因,提出了碳的包裹体是微管缺陷的重要来源,而调制掺氮可以抑制部分微管在[0001]方向上的延伸,并在此分析基础上调整生长参数,生长出了高质量的6H-SiC单晶.     

基于石墨烯可饱和吸收体的掺铒光纤环形腔脉冲激光器

利用新型材料石墨烯作为可饱和吸收体,设计了用于光纤通信和材料加工的环形腔结构脉冲光纤激光器,实验研究了石墨烯可饱和吸收产生脉冲输出的原理以及输出脉冲激光的特性.通过激光诱导沉积法将石墨烯材料转移到光纤端面并将其置于环形激光腔结构中;采用974 nm半导体激光器作为抽运源,掺铒光纤作为增益介质,调节偏振控制器的角度得到了稳定的锁模输出脉冲.获得的锁模脉冲中心波长为1 560.1 nm,重复频率为7.89 MHz,脉冲光谱3 dB带宽为0.27 nm,脉冲宽度为14.7 ps.实验显示,由于石墨烯具有良好的可饱和吸收性能,损伤阈值比较高,有望取代单壁碳纳米管成为一种新型的激光锁模材料.     

半绝缘6H-SiC单晶的生长

用升华法生长出了电阻率高达1010Ω·cm的半绝缘6H-SiC体块晶体.用二次离子质谱(secondary ion mass spectrometry,SIMS)、辉光放电质谱(glow discharge mass spectroscopy,GDMS)测量了晶体和原料中的杂质浓度,包括硼、铝、钒.结果表明,钒的浓度会影响生长晶体的质量.分别用Pt和In做电极测试样品电阻率特性,发现不同的电极对测试结果有较大影响.