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厦门大学副教授林伟:单晶4H型碳化硅台阶生长机理
文章来源:未知     点击数: 次     更新时间:2019-12-03 15:53

 据报道,11月25-27日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)在深圳会展中心召开。

 

11月26日下午,“衬底、外延及生长装备” 分会如期召开。本届分会由中微半导体设备(上海)股份有限公司、苏州锴威特半导体股份有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、英诺赛科科技有限公司协办。

 

碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)是重要的第三代半导体材料,在大功率高频器件中具有重要的应用,其材料水平直接决定了器件的性能。会上,日本国立材料研究所SPring-8 BL15XU线站站长、东京工业大学兼职教授坂田修身,美国亚利桑那州立大学助理教授鞠光旭,俄罗斯STR Group, Inc.资深研发工程师Andrey SMIRNOV,郑州大学Mussaab I. NIASS,德国ORCHESTRA总裁Guido COLOMBO,美国Aymont Technology Inc总裁Larry B. ROWLAND,美国NAURA-Akrion, Inc.首席技术官Ismail I. KASHKOUSH,厦门大学副教授林伟,中国科学院半导体研究所何亚伟等来自中外的强势力量联袂带来精彩报告。北京大学物理学院教授、理学部副主任沈波,山东大学教授、晶体材料国家重点实验室副主任徐现刚共同主持了本次分会。

 

林伟

 

碳化硅材料,具有禁带宽度大、热导率高、载流子饱和迁移速度高、临界击穿电场强度高、化学稳定性好等优点,在高温、高频、抗辐射、大功率和高密度集成电子器件方面有着广泛的应用。SiC单晶具有200多种同质多型体,不同的多型体具有不同的物理性能,尤其在半导体特性方面表现出各自的特性。其中,最为常见且生长技术较为成熟的是4H-SiC,引起了产业应用的极大兴趣。

 

厦门大学副教授林伟做了题为“单晶4H型碳化硅台阶生长机理”的主题报告,分享了关于高质量单晶型4H-SiC外延生长的研究成果。 尽管4H-SiC在下一代能源器件和高温器件材料发挥着重要作用,但生长过程中容易混入不同构型的SiC晶体,导致晶体结构呈多型体,易引入对器件性能不利的基面位错,难以实现高品质的晶体外延生长。

 

林伟文配图

 

一般认为,沿台阶边缘的优先原子扩散是描述台阶流生长模式的一个重要组成部分。在不了解4H-SiC生长机理的性质和形成的情况下,研究基于第一性原理模构建表面单结构模型,以Si,C原子和SixCy团簇为基本吸附基元,从原子尺度上研究表面台阶与吸附体结合的能量差异,微观上了解表面吸附生长规律,如图所示。通过对模拟结果的分析,表征吸附基元的不同迁移行为,通过适当控制和选择生长过程中的单体,抑制缺陷进而促进高质量单晶型4H-SiC外延生长。11月25-27日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)在深圳会展中心召开。

 

11月26日下午,“衬底、外延及生长装备” 分会如期召开。本届分会由中微半导体设备(上海)股份有限公司、苏州锴威特半导体股份有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、英诺赛科科技有限公司协办。

 

碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)是重要的第三代半导体材料,在大功率高频器件中具有重要的应用,其材料水平直接决定了器件的性能。会上,日本国立材料研究所SPring-8 BL15XU线站站长、东京工业大学兼职教授坂田修身,美国亚利桑那州立大学助理教授鞠光旭,俄罗斯STR Group, Inc.资深研发工程师Andrey SMIRNOV,郑州大学Mussaab I. NIASS,德国ORCHESTRA总裁Guido COLOMBO,美国Aymont Technology Inc总裁Larry B. ROWLAND,美国NAURA-Akrion, Inc.首席技术官Ismail I. KASHKOUSH,厦门大学副教授林伟,中国科学院半导体研究所何亚伟等来自中外的强势力量联袂带来精彩报告。北京大学物理学院教授、理学部副主任沈波,山东大学教授、晶体材料国家重点实验室副主任徐现刚共同主持了本次分会。

 

林伟

 

碳化硅材料,具有禁带宽度大、热导率高、载流子饱和迁移速度高、临界击穿电场强度高、化学稳定性好等优点,在高温、高频、抗辐射、大功率和高密度集成电子器件方面有着广泛的应用。SiC单晶具有200多种同质多型体,不同的多型体具有不同的物理性能,尤其在半导体特性方面表现出各自的特性。其中,最为常见且生长技术较为成熟的是4H-SiC,引起了产业应用的极大兴趣。

 

厦门大学副教授林伟做了题为“单晶4H型碳化硅台阶生长机理”的主题报告,分享了关于高质量单晶型4H-SiC外延生长的研究成果。 尽管4H-SiC在下一代能源器件和高温器件材料发挥着重要作用,但生长过程中容易混入不同构型的SiC晶体,导致晶体结构呈多型体,易引入对器件性能不利的基面位错,难以实现高品质的晶体外延生长。

 

林伟文配图

 

一般认为,沿台阶边缘的优先原子扩散是描述台阶流生长模式的一个重要组成部分。在不了解4H-SiC生长机理的性质和形成的情况下,研究基于第一性原理模构建表面单结构模型,以Si,C原子和SixCy团簇为基本吸附基元,从原子尺度上研究表面台阶与吸附体结合的能量差异,微观上了解表面吸附生长规律,如图所示。通过对模拟结果的分析,表征吸附基元的不同迁移行为,通过适当控制和选择生长过程中的单体,抑制缺陷进而促进高质量单晶型4H-SiC外延生长。

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