11月26日下午,“襯底、外延及生長裝備” 分會如期召開。本屆分會由中微半導體設備(上海)股份有限公司、蘇州鍇威特半導體股份有限公司、中國電子科技集團第十三研究所、國家電網全球能源互聯網研究院有限公司、英諾賽科科技有限公司協辦。
碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)是重要的第三代半導體材料,在大功率高頻器件中具有重要的應用,其材料水平直接決定了器件的性能。會上,日本國立材料研究所SPring-8 BL15XU線站站長、東京工業大學兼職教授坂田修身,美國亞利桑那州立大學助理教授鞠光旭,俄羅斯STR Group, Inc.資深研發工程師Andrey SMIRNOV,鄭州大學Mussaab I. NIASS,德國ORCHESTRA總裁Guido COLOMBO,美國Aymont Technology Inc總裁Larry B. ROWLAND,美國NAURA-Akrion, Inc.首席技術官Ismail I. KASHKOUSH,廈門大學副教授林偉,中國科學院半導體研究所何亞偉等來自中外的強勢力量聯袂帶來精彩報告。北京大學物理學院教授、理學部副主任沈波,山東大學教授、晶體材料國家重點實驗室副主任徐現剛共同主持了本次分會。
碳化硅材料,具有禁帶寬度大、熱導率高、載流子飽和遷移速度高、臨界擊穿電場強度高、化學穩定性好等優點,在高溫、高頻、抗輻射、大功率和高密度集成電子器件方面有著廣泛的應用。SiC單晶具有200多種同質多型體,不同的多型體具有不同的物理性能,尤其在半導體特性方面表現出各自的特性。其中,最為常見且生長技術較為成熟的是4H-SiC,引起了產業應用的極大興趣。
廈門大學副教授林偉做了題為“單晶4H型碳化硅臺階生長機理”的主題報告,分享了關于高質量單晶型4H-SiC外延生長的研究成果。 盡管4H-SiC在下一代能源器件和高溫器件材料發揮著重要作用,但生長過程中容易混入不同構型的SiC晶體,導致晶體結構呈多型體,易引入對器件性能不利的基面位錯,難以實現高品質的晶體外延生長。
一般認為,沿臺階邊緣的優先原子擴散是描述臺階流生長模式的一個重要組成部分。在不了解4H-SiC生長機理的性質和形成的情況下,研究基于第一性原理模構建表面單結構模型,以Si,C原子和SixCy團簇為基本吸附基元,從原子尺度上研究表面臺階與吸附體結合的能量差異,微觀上了解表面吸附生長規律,如圖所示。通過對模擬結果的分析,表征吸附基元的不同遷移行為,通過適當控制和選擇生長過程中的單體,抑制缺陷進而促進高質量單晶型4H-SiC外延生長。
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