碳化硅（SiC）作為重要的第三代半導(dǎo)體材料之一,在高溫、高頻、高功率、抗輻射等方面具有優(yōu)秀的性能。SiC基器件已經(jīng)在軍事、民事、航空航天等多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,是各國科學(xué)技術(shù)競爭的重點領(lǐng)域。SiC襯底晶片作為SiC產(chǎn)業(yè)鏈的基石有著至關(guān)重要的地位。目前國際上主流的SiC襯底晶片生長方法是物理氣相傳輸法（PVT）。但近些年來,液相法生長SiC晶體由于生長技術(shù)的特點,有望實現(xiàn)高質(zhì)量p型SiC襯底晶片的生長而備受關(guān)注。國外已經(jīng)開展了大量的相關(guān)研究并取得了很大進(jìn)展,然而國內(nèi)有關(guān)技術(shù)研究尚未見較好報道。對于液相法的研究亟需攻關(guān),以縮小與國際前沿之間的差距。本論文系統(tǒng)地研究了液相法生長SiC晶體的特點,對液相法生長的SiC晶體的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了表征,同時,還研究了SiC襯底晶片中劃痕的表征方法。本論文的主要內(nèi)容如下:首先,對液相法生長SiC晶體中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。對液相法生長中所用的助溶液體系進(jìn)行了探索,尋找出適合SiC晶體生長的助溶液組成成分以及各成分的合理占比。通過設(shè)計保溫條件在徑向與軸向上實現(xiàn)了生長溫場的合理分布。對生長過程中籽晶的粘接、旋轉(zhuǎn)、提拉等重要參數(shù)進(jìn)行了探索與優(yōu)化。同時,還對S... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 SiC晶體的性質(zhì)
        1.2.1 SiC晶體的結(jié)構(gòu)特征
        1.2.2 SiC晶體的物理化學(xué)性質(zhì)
    1.3 SiC晶體的生長歷史
    1.4 SiC晶體的生長方法
        1.4.1 物理氣相傳輸法
        1.4.2 液相法
        1.4.3 高溫化學(xué)氣相沉積法
    1.5 SiC晶體的缺陷研究
    1.6 SiC的磁性研究
        1.6.1 稀磁半導(dǎo)體簡介
        1.6.2 SiC基稀磁半導(dǎo)體
    1.7 SiC產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀
    1.8 本論文研究意義與研究內(nèi)容
第2章 實驗方法及原理
    2.1 SiC晶體生長
        2.1.1 SiC晶體生長設(shè)備
        2.1.2 SiC晶體生長方法
    2.2 樣品的表征與分析方法
        2.2.1 電子顯微鏡分析
        2.2.2 原子力顯微鏡分析
        2.2.3 拉曼光譜分析
        2.2.4 霍爾測試分析
        2.2.5 紫外分光光度計分析
        2.2.6 二次離子質(zhì)譜分析
        2.2.7 綜合物性測量系統(tǒng)分析
        2.2.8 第一性原理計算
第3章 SiC晶體液相生長中關(guān)鍵問題的研究
    3.1 引言
    3.2 液相法生長SiC晶體的理論分析
    3.3 助溶液對晶體生長的影響
        3.3.1 Cr對晶體生長的影響
        3.3.2 Al對晶體生長的影響
            3.3.2.1 Al對溶碳速度的影響
            3.3.2.2 Al對助溶液熔點的影響
        3.3.3 Ce對晶體生長的影響
        3.3.4 其它助溶液成分對晶體生長的影響
    3.4 溫場對晶體生長的影響
        3.4.1 軸向溫場對晶體生長的影響
        3.4.2 徑向溫場對晶體生長的影響
        3.4.3 生長溫度高低對晶體生長的影響
        3.4.4 生長過程中溫度變化對晶體生長的影響
    3.5 籽晶對晶體生長的影響
        3.5.1 籽晶粘接工藝對晶體生長的影響
        3.5.2 籽晶提拉速度對晶體生長的影響
        3.5.3 籽晶自轉(zhuǎn)速度對晶體生長的影響
    3.6 其它生長工藝對晶體生長的影響
        3.6.1 生長時間對晶體生長的影響
        3.6.2 壓強對晶體生長的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Al摻雜p型 SiC單晶的性質(zhì)研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
    4.3 實驗結(jié)果與分析
        4.3.1 拉曼光譜
        4.3.2 二次離子質(zhì)譜與霍爾
        4.3.3 紫外-可見吸收光譜
        4.3.4 晶體生長質(zhì)量
        4.3.5 磁性研究
        4.3.6 第一性原理計算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SiC晶片亞表面劃痕的激光輻照表征研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
    5.3 實驗結(jié)果與分析
        5.3.1 激光輻照后晶體光學(xué)顯微形貌
        5.3.2 激光輻照后損傷帶上直線起源研究
        5.3.3 激光輻照后晶體表面SEM形貌與EDX
        5.3.4 激光輻照后晶體表面AFM形貌
        5.3.5 激光輻照后晶體表面TEM形貌
        5.3.6 激光輻照閾值計算
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳化硅電力電子器件技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 陳碩翼,張麗,唐明生,李建福.  科技中國. 2018(06)
[2]紫外可見分光光度計及其應(yīng)用[J]. 朱英,和惠朋,武曉博,張學(xué)俊.  化工中間體. 2012(11)



本文編號：3484326