郭建超 作品数:5 被引量:5 H指数:1 供职机构: 河北半导体研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 化学工程 电子电信 一般工业技术 更多>>
氢终端金刚石半导体电学特性测量有效性影响因素分析 2020年 本文对基于霍尔效应的氢终端金刚石半导体电学特性测量有效性影响因素进行讨论,并提出相应改善措施,使氢终端电学特性测量结果更为准确地为器件研制工作服务,同时也有助于氢终端金刚石半导体电学特性测量标准的建立。 郭建超 蔚翠 张雄文 周闯杰 何泽召 刘庆彬 高学栋 崔波 冯志红关键词:电学特性 电弧法CVD金刚石膜热学性能影响因素分析 2023年 金刚石具有极高热导率和超强稳定性,使其在高频大功率器件及电路热沉(散热片)等方面有很大应用前景。在众多金刚石材料制备方法中,电弧法金刚石沉积速度快,沉积面积大且晶体质量相对较高,非常适用于金刚石散热材料快速制备。本文基于金刚石电弧制备方法,主要论述晶界状态、生长工艺、杂质和缺陷等方面对CVD金刚石膜热学性能的影响情况,并提出改善措施建议。 郭建超 张雄文 靳士昌 邓冀泽 冯志红关键词:电弧法 金刚石 热学性能 影响因素 氢终端金刚石薄膜生长及其表面结构 2024年 氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚石薄膜成为一种可行方案,但该方案仍存在薄膜质量表征困难,表面粗糙度较大等问题.本文采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)技术,在含氮CVD金刚石衬底上外延一层亚微米级厚度金刚石薄膜,并研究分析了不同甲烷浓度对金刚石薄膜生长以及导电性能的影响.测试结果显示:金刚石薄膜生长厚度为230—810 nm,且外延层氮浓度含量低于1×10^(16) atom/cm^(3),不同的甲烷浓度生长时,金刚石外延层表面出现了三种生长模式,这主要与金刚石的生长和刻蚀作用相关.经过短时间生长后的金刚石薄膜表面为氢终端(2×1:H)结构,而氧、氮元素在其中的占比极低,这使得生长后的金刚石薄膜具有P型导电特性.霍尔测试结果显示,甲烷浓度为4%条件下生长的氢终端金刚石薄膜导电性最好,其方块电阻为4981Ω/square,空穴迁移率为207 cm^(2)/(V·s),有效地提升了氢终端金刚石电特性,为推进大功率金刚石器件发展应用起到支撑作用. 马孟宇 蔚翠 何泽召 郭建超 郭建超 刘庆彬关键词:电性能 多晶金刚石对硅基氮化镓材料的影响 被引量:1 2023年 氮化镓(GaN)器件的自热问题是目前限制其性能的关键因素,在GaN材料上直接生长多晶金刚石改善器件的自热问题成为研究的热点,多晶金刚石距离GaN器件工作有源区近,散热效率高,但多晶金刚石和GaN材料热失配可能会导致GaN电特性衰退.本文采用微波等离子体化学气相沉积法,在2 in (1 in=2.54 cm)Si基GaN材料上生长多晶金刚石.测试结果显示,多晶金刚石整体均匀一致,生长金刚石厚度为9—81 μm,随着多晶金刚石厚度的增大, GaN (002)衍射峰半高宽增量和电性能衰退逐渐增大.通过激光切割和酸法腐蚀,将Si基GaN材料从多晶金刚石上完整地剥离下来.测试结果表明:金刚石高温生长过程中,氢原子对氮化硅外延层缺陷位置有刻蚀作用形成孔洞区域,刻蚀深度可达本征GaN层;在降温过程,孔洞周围形成裂纹区域.剥离下来的Si基GaN材料拉曼特征峰峰位, XRD的(002)衍射峰半高宽以及电性能均恢复到本征状态,说明多晶金刚石与Si基GaN热失配产生应力,引起GaN晶格畸变,导致GaN材料电特性衰退,这种变化具有可恢复性,而非破坏性. 刘庆彬 蔚翠 郭建超 马孟宇 何泽召 周闯杰 高学栋 余浩 冯志红关键词:多晶金刚石 氮化镓 电性能 绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料 被引量:4 2017年 利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si_3N_4覆盖层可以有效抑制3CSiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000cm2·V^(-1)·s^(-1),方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900cm2·V^(-1)·s^(-1)。 刘庆彬 蔚翠 何泽召 王晶晶 周闯杰 郭建超 冯志红关键词:石墨烯 绝缘衬底 化学气相沉积 形态学 电学特性