宽禁带半导体金刚石

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宽禁带半导体金刚石

电子科技2004年第7期(总第178期)

宽禁带半导体金刚石

李发宁,张鹤鸣,戴显英,朱国良,吕 懿

(西安电子科技大学微电子所, 陕西 西安 710071)

摘 要 较详细地叙述了当前国内外正处在研究热潮中的金刚石半导体的优越性质、发展状况及其应用和潜在的应用前景。同时分析和比较了金刚石薄膜的各种制备方法,可以看出微波等离子体化学汽相沉积法是较好的制备金刚石薄膜的生长技术,并且分析了该技术的特点和优势。该法在保持适当氩气氛和施加衬底负偏压下还可进一步提高金刚石膜的生长速率和质量。对于金刚石异质(在硅衬底上)成核的基本机理也进行了分析。最后,阐述了研究金刚石半导体薄膜目前需要解决的关键问题及其发展方向。

关键词 宽禁带;金刚石;MPCVD;大功率 中图分类图 TN304.1+8

1 引 言

目前,作为宽禁带半导体材料,金刚石、GaN和SiC都是国内外近年来研究的热点,但是金刚石表现出比GaN和SiC更优越的半导体性能。金刚石禁带宽,热导率高,击穿电场强,很适于制造高温、高压、大功率和强辐射条件下工作的半导体器件和电路。并且它从紫外到远红外很宽的波长范围内具有很高的光谱透射性能,是大功率红外激光器和探测器的理想材料。同时它又具有抗酸、抗碱、抗各种腐蚀性气体侵蚀的性能,是优良的耐蚀材料。它集力学、电学、热学、声学、光学、耐蚀等优异性能于一身,是目前最有发展前途的半导体材料,在微电子、光电子、生物医学、机械、航空航天、核能等高新技术领域中可望具有极佳的应用前景。

知半导体材料中,金刚石具有最高的硬度,最高的热导率,最高的传声速度,小的介电常数,高的介电强度,既是电的绝缘体,又是热的良导体。同时,金刚石空穴迁移率很高,掺杂后即可成为优良的p型半导体又可成为n型半导体(目前n型金刚石半导体低温低压下合成已经取得一定进展,但用来做半导体器件仍存在一些需研究解决的问题),并且,对可见光和红外辐射透明。

表1为金刚石与GaN、GaAs和6H-SiC以及硅的主要性质的比较。值得指出的是,金刚石不仅在上述各独立领域具有优越的性质,更重要的是其各种性质的组合,使得其成为不可替代的特殊物质。这也正是人们热衷于研究金刚石的原因和意义。

3 金刚石的应用

近年来,由于CVD金刚石多晶薄膜的制备取得了令人瞩目的进展,从而使得其优异的物理特性得到了多方面的应用,特别是其电学特性和光学特性的应用尤其受到关注。

(1) 金刚石在微电子技术中的应用

目前,宽禁带半导体材料SiC、GaN已引起了人们的极大兴趣,但金刚石禁带宽度比他们都要宽,表现出了更优异的电学特性,尤其更适合于极恶劣的环境中应用。正是由于金刚石具备一系列优异的电学特性,因此在制作各种电子器件方面前景广阔。

43

2 金刚石的性质

金刚石成为人们研究的热点,是与它的性质分不开的。金刚石空间晶格的晶胞为面心立方点阵(FCC),碳原子以sp杂化轨道与周围4个碳原子以共价键结合,其晶格碳原子半径小、化学键强、排列紧凑,晶格常数为a=3.5667A,空间群为Fd3m,这些为金刚石具有特殊的性质奠定了基础。此外还有6方金刚石,但比较少见,目前主要研究的是立方金刚石。金刚石具有很多特殊性质,在所有已

3

o

[1]

收稿日期:2004-05-08

宽禁带半导体金刚石

宽禁带半导体金刚石

表1 金刚石与GaAs、6H-SiC 、Si以及GaN的性质比较

性质 晶格常数/ Ao 密度/ g cm-3 热膨胀系数 /10-6 K-1 熔点/℃ 禁带宽度/eV 电子迁移率 /cm (V s)空穴迁移率/cm2 (V s)-1 电阻率/Ω.m 击穿电场/108V m-1

介电常数 折射率 功函数/eV 饱和电子速度/105m s-1 热导率/W (cm.K)-1

吸收边/μm 硬度/kg mm-2 Johnson优良度/1023W.Ù s-2 Keyes优良度/104W (m.s.K)-1

 

2

-1

金刚石 3.567 3.515 1.1 4000 5.45 2000

GaAs 0.565 5.32 5.9 1240 1.43 8500

6H-SiC 4.358 3.216 4.7 2540 3.00 400

Si 5.430 2.328 2.6 1420 1.10 1500

GaN(纤锌矿结构) 5.186 6.150 3.17 2500 3.39 ≤1000

1800 1014 10.0 5.70 2.42 4.8(P型) 2.7 20.00 0.2 10000 73,856

400 107 0.6 12.50 3.54 4.7 1.0 0.46 750 62.500

50 1.5 4.0 9.70 2.65 2.5 5.00 0.4 2900~3100 10,240

600 10 0.3 11.80 3.50 4.8 1.0 1.50 1.4 1150 9.000

≤200 ≤0.2 5.0 5.50 2.29 1.30 1200~1700 122.600

444.0 6.3 90.3 13.8 9.9

在1994年,报道了金刚石肖特基二极管工作温度可达到1000℃,非常适合于高温环境下工作。金刚石双极及场效应晶体管的研究也取得了一些进展[2],但是金刚石双极晶体管是采用天然金刚石做的,只是为了研究,还没有商品化。因为低温低压合成的n型掺杂金刚石还没有解决(p型金刚石通过掺硼早已实现,其电阻率可达10-2Ω cm,并且已经成熟的应用于做半导体器件),且掺杂后形成的n型金刚石电导率较低,目前达不到做双极晶体管的要求。2003年7月,在美国自然杂志上报道了通过在掺硼形成的p型金刚石中加入氘元素进行44 IT Age/Jul. 15, 2004

氘化,把p型金刚石转化为n型金刚石,在室温下,得到的电导率为2S/cm。该项研究成果有可能用于制作出金刚石pn结,则进一步会制作出金刚石二极管和双极晶体管以及各种电路。他们利用微波等离子体CVD法首先制作出500nm厚的掺硼金刚石薄膜,然后把样品放在氘等离子体中,温度为550℃,保持8个小时,然后分别在520℃,600℃和650℃进行退火,把p型金刚石转化为n型金刚石。可以说,这是目前得到的最高电导率的n型金刚石。研究表明,在天然金刚石上做的二极管和双极晶体管以及MIS、MES、MOS场效应晶体管具有很好

宽禁带半导体金刚石

宽禁带半导体金刚石

的性能。在人工低温低压合成的多晶金刚石制作的MISFET,它的fT可以达到2.7GHz, 最高振荡频率 fmax为3.8GHz[3]。 高压合成金刚石制作的MESFET的fT可以达到2.2GHz, 最高振荡频率fmax为7GHz[4]。2003年9月,有报道日本电报电话公司(NTT)已经开发出一种工作频率为81GHz的,运行速度高于其他半导体器件2倍的金刚石半导体器件。在材料制造过程中,他们利用一种高纯度的气体消除金刚石晶体中的缺陷和石墨,把材料中的有害杂质减少到原来的0.05,在650℃和750℃下生成金刚石层,其电子迁移率可达1300 cm2/(V.s)。NTT实验室和成功地制造出场效应晶体管(FET)的德国乌尔姆大学合作,利用NTT实验室的金刚石薄膜技术正在研发金刚石半导体器件。 NTT正致力于进一步减少材料中的杂质以增加金刚石晶体的纯度,使器件的工作频率达到200GHz,输出功率为30W/mm的要求。他们期望金刚石器件能够在数字电视广播站的接收机、发射机这类高频高功率应用环境中取代真空管。因此可以预见,只要解决金刚石高质量、大面积、单晶膜的制备技术,金刚石半导体器件和集成电路因其优越的性能将在Si、SiC和GaN半导体器件和集成电路难以适用的环境中得到广泛应用。另外。金刚石有极高的热导率,更适于制作微波功率器件及集成电路。

(2) 金刚石在光电子技术中的应用

金刚石禁带宽,尤其适用于紫外探测器及太阳盲区紫外探测器材料,且抗辐射性能优越。金刚石具有禁带宽度宽(5.3eV)、响应波段短、是同类宽禁带材料(GaN基材料、SiC、BN等)中光响应波段最短的材料,光响应峰值约为200nm , 在400~800nm 的可见光区范围内均为盲区,大大有利于紫外光的探测。

金刚石从紫外到远红外很宽的波长范围内具有很高的光谱透射性能,以及极低的线膨胀系数,是大功率红外激光器和探测器的理想材料。如作为在恶劣温度环境下的IR(红外)窗口材料或窗口涂层。常规的IR 材料如Zn、ZnSe或Ge,都易受到损坏,金刚石则克服了它们的不足,是目前最好的红外保护材料。由于其折射率高,可作为太阳能电池的防反射膜;金刚石的高透过率、高热导、优良的力学性能、发光特性和化学惰性,可以作为光学上的最佳应用材料,如各种光学透镜的保护膜;在

军用方面,利用雷达波在穿透金刚石膜不易失真的特性,可用作雷达罩;飞机和导弹在超音速飞行时,头部的锥形雷达无法承受高温,难以耐高速雨点和尘埃的撞击,用金刚石膜来制作雷达罩,不仅散热快,耐磨性好,还可解决雷达罩在高速飞行中同时承受高温骤变问题。美国已制成直径为150mm、厚度为2~3mm的金刚石头罩。同时,金刚石膜可用作拦截器的头罩和红外焦平面阵列成像装置的窗口。民用上可作红外在线监测和控制仪器的光学元件涂层。金刚石还有独特的发光特性,经暴晒的金刚石在暗室中发出淡蓝色的磷光,在浅蓝色紫外线的照射下,可发出较强的亮光。Collins用阴极荧光对金刚石膜发射的蓝色光研究,表明其发射能量为1.68eV,这可能与金刚石膜中的杂质有关;同时还发现对应于1.68eV光发射的光吸收现象。测量结果表明:其光吸收的位置及形状与合成金刚石的C/H比(体积分数比)有关。

另外金刚石薄膜在光波导、高功率激光窗口等有潜在的应用前景。

(3) 金刚石声学特性的应用

金刚石具有极高的弹性模量,这决定了声波在金刚石中具有极高的传播速度,可做成SAW (声表面波)器件[5]。如表面声波滤波器,声频在其中传播速度达到17500m/s。提高器件工作频率的一个有效途径是就是应用具有高声速的介质材料,而金刚是已知物质中具有最高传播声速的材料。所以用金刚石可以大大提高SAW器件的工作频率。这种器件将无线电频率信号转换为机械振动,在卫星通讯和移动电话中有广泛的应用前景。

(4) 其他应用

(a) 场发射平板显示器件。金刚石在真空中处于负偏压时,电子就会从表面发射出来。它克服的束缚能量极小,降低了功耗并提高了效率。与液晶显示器相比,该显示器还具有亮度高、扫描角度大、对温度变化不敏感等特点。

(b) 电化学传感器。金刚石薄膜可用作电化学传感器的电极,能工作在具有腐蚀性的环境中。 CVD金刚石薄膜作为功能工程材料,在多领域有令人瞩目的应用前景。在材料生长及电、光技术方面的应用,还需继续深入的研究。

4 低温低压CVD法制备金刚石薄膜的研究

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宽禁带半导体金刚石

宽禁带半导体金刚石

对于低温低压生长金刚石薄膜国外已进行多年研究。 到目前为止,主要有物理气相沉积和化学汽相沉积法(CVD)两种,但CVD法目前应用最为广泛。其主要的生长技术有: 热丝法(HFCVD)、 基于热丝法的电子辅助CVD法(EACVD)、氧炔焰法、卤素辅助CVD法、直流辉光等离子体法(低压、中

压、直流电弧等离子体和等离子体喷射法)、射频等离子体法(低压射频辉光放电、热射频等离子体)、微波等离子体法(MPCVD)、电子回旋共振微波等离子体法(ECR-MPCVD)等。表2对各种CVD法的进行了详细的比较。

表2 主要的CVD金刚石沉积方法比较

方 法

衬底温度/℃

热区温度/℃

源气体

流量 /sccm

速率 /μm h-1

面积 /cm2

量评价

600~1400

3000~3200

C2H2O2 可加H2 CH4,H2 可加O2 CH4,H2可加O2 CH4,H2可加O2

1000~5000

简单,高速

30~200

0.5~3

+++

率,可同质外延 简单,大

100~1000

0.3~10

5~900

+++

积,3-D物体沉积

100~500

<0.1

70

-/+

简单,大面积 高速率,优

100~500

20~250

<2

+++

质,高碳转化率

有污染,等离

800~1100

CH4,H2可加O2

3000~70000

最高速率,

20~1000

2~3

+++

优良的质量

子体不稳定,高功率, 装置贵,不均匀,膜结合差

射频(低压)

700~1200

均匀,速度

<1500

CH4,H2

100~200

<0.1

100

-

和质量随功率增加

>5000

CH4,H2

80000~100000

CH4,H2,O2,CO CH4,H2,O2,CO

80(低

100~1000

0.5~30

压), 5(高压)

5~100

0.1

>100

-/+ +++

30~180

2~3

+++

速率高,质量高 质量好,稳定, 附着力好 面积大

质量低,速率低, 有污染 面积小,不稳定,高功率, 膜结合差 速率低, 面积小, 难以3D沉积 速率低,质量低.有污染 面积小 面积小, 不均匀,有污染 灯丝不稳定,速率较低,不均匀 质量低, 速率低

优 点

缺 点

氧缺焰

HFCVD

3000~1000 600~1100 600~1100

1600~1900

DC放电(低压) DC放电(中压)

<1400

>6000

直流喷射 >5000

射频

700~1200

MPCVD

300~1200 300~1200

>2500

ECR-MPCVD

>2500

46 IT Age/Jul. 15, 2004

宽禁带半导体金刚石

宽禁带半导体金刚石

通过综合考虑和对上表数据分析、比较可知,微波等离子体化学汽相沉积(MPCVD)法具有综合的优势,是目前能够稳定沉积出比较均匀、纯净和高质量金刚石薄膜的最具前途的技术。它具有下列优点:(1)无内部电极,可以避免电极放电污染;(2)运行气压范围宽;(3)等离子密度高;(4)能量转化效率高;(5)微波与等离子体参数可以方便的控制;(6)可以产生大体积均匀的等离子体等。这一技术的优点还有:可以在沉积过程中对等离子体参数及薄膜表面生长情况进行观察和分析;可以配备独立的基片加热或冷却系统;轴对称椭球状等离子体不与真空器壁接触,从而减少了污染;可望在曲面或复杂表面上沉积金刚石膜。

最早使用MPCVD法进行沉积金刚石膜研究的是日本国家无机材料研究所。沉积气体在微波能量的作用下激发成等离子体状态,微波场是高频电磁场,电子在微波场作用下产生剧烈振荡,大大促进了其与别的原子和基团及分子的碰撞,提高了反应气体的离化程度并且能够产生高密度的等离子体。此方法的气体电离程度可达10%以上,满足过饱和条件使得CH4和H2沉积气氛环境充满了过饱和的H原子和含碳基团等,大大提高了沉积速率和改善了金刚石薄膜的沉积质量。

微波等离子体CVD又有ASTEX型和NIRIM型之分。ASTEX型装置如图1所示,微波通过天线,将波导内的TE10模式转换为TE01模式,经过

在电子器件方面的应用。NIRIM型装置如图2所示,

图2 NIRIM型装置图

2.45GHz的微波在矩形的波导中传播,通过调谐器的调节可以使最大电场强度出现在腔体的中心,从而在中心产生稳定的等离子体。现在所用的微波发生器的频率从2.45GHz已经扩展到900 MHz,微波功率也大大提高,目前最高可达到75kW以上,美国已商品化的微波源可达到9kW。同时在沉积过程中,衬底也可通过等离子体加热。采用高功率的微波等离子CVD装置,在较高气压下最大沉积速率可以达到几十微米/每小时。同时IEEE的关于金刚石的制备论文中,通过施加直流和交流偏压可以在光滑衬底上直接成核,并且得到了高度择优取向的金刚石膜[6]。

通过进一步分析发现,微波等离子体化学气相沉积法具有综合优势,能够稳定地沉积出比较均匀、纯净和高质量的金刚石膜,是目前最适合用于制造金刚石半导体器件和集成电路的技术。其主要原因是:MPCVD得到的金刚石膜化学纯度高,其中H杂质含量为1000ppm,硅杂质含量为10~100ppm,保证了金刚石膜的纯度。另外,MPCVD提供了非平衡态等离子体,电子温度高达上万度而离子温度低,从而保证了金刚石膜的低温沉积,避免了对基底的破坏。

在用MPCVD法生长金刚石膜中,急需要解决的是生长速率问题,在以前报道中[7-8],同质外延生长高质量金刚石膜CH4与H2的比例降低到1%以下时,其生长速率小于1um/h。尤其是,要在(100)面上生长比较平整的金刚石膜,CH4与H2的比例要求要小于0.05%,然而其生长速率仅为0.01um/h。在Tokuyuki Teraji 等人的论文中[9],他们利用

MPCVD

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图1 ASTEX型装置图

石英窗口而被耦合进腔体,使气体产生放电现象,即产生等离子体。等离子体中电子反过来通过碰撞而将能量释放,这一过程完成了加热、气体分子的分解、活性基团的形成以及薄膜淀积。这一方法淀积速率远大于10μm h,没有杂质污染,很适合于

-1

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宽禁带半导体金刚石

法制备金刚石膜,在CH4与H2比例大于4%条件下,生长速率可达到2um/h以上,且同质外延的金刚石膜表面光滑平整。考虑到要用金刚石膜来做半导体器件,期望膜的生长速率要大于10um/h以上。已有文献报道生长速率达到10um/h[10],但是质量很差。所以关于MPCVD法还需要加以改进。Matusmoto对其装置进行过改进设计,可以实现在大面积上沉积金刚石膜,在5~15kPa低压下,生长速率为0.5~3um/h.若工作在常压下,可获得30um/h的生长速率。

为了进一步提高膜的生长速率,可以在CH4和H2加入氩气,同时衬底加上负偏压,这样可以大大提高膜的生长速率,膜的质量也大大改善。据报道在不加偏压条件下,其生长速率低,只有0.1~0.2um/h,若施加-250V的直流电压,得到的生长速率为0.3~0.4um/h。如果在有氩气和负偏压的条件下,其生长速率可以达到0.7~0.8um/h[6]。 由于氩原子的半径较大,产生的氩等离子能量较大,与沉积气体碰撞,可以加速其离化和衬底表面吸附原子的扩散,进而提高了溅积速率。同时也应该考虑另一个因素,等离子体的轰击也会对金刚石膜和衬底产生损伤,导致膜的缺陷的产生,因此氩气的含量控制就显得很重要。关于这种方法还需进一步研究,要进一步弄清楚膜的生长机理,有望进一步提高膜的生长速率。

作为CVD金刚石沉积的初始条件,对于金刚石的沉积的基体的选择也是很重要的。以国内外的目前研究情况来看,研究的焦点在金刚石的异质外延上。由于Si是目前集成电路最常用的半导体材料,人们把研究的目光集中在Si衬底上的金刚石的异质外延。在CVD金刚石沉积过程中,碳氢基团将产生多种碳的形态,除金刚石外,还有石墨、类金刚石、非晶碳等。在尚未形核时,为了sp3金刚石结构的形成往往是通过提高碳的过饱和度来实现的。同时,沉积过程中 C原子往Si基底的扩散,以及Si原子往表面的扩散,将形成非晶或晶态的SiC。金刚石与Si之间大的晶格失配(52%)使得这一过程比较困难。但是,研究表明:金刚石的形核过程是一个与不同反应、不同产物的形成竞争的结果; SiC、非晶碳等过渡层既不是形核的必要条件,也不是充分条件,尽管它们可能在不同程度上对形核起促进作用。金刚石在Si衬底上的基本形核规律48 IT Age/Jul. 15, 2004

如下(在形核过程中,样品表面发生下列过程): (1) C原子(或碳氢基团)吸附到样品表面; (2) C原子往样品内部扩散,或与扩散上来的Si原子结合,形成SiC; (3) C原子在表面进行迁移;

(4) 不同C原子通过sp2、sp3结合,形成非晶碳、石墨或金刚石的核;

(5) C原子在表面活性空位处成核,可以是在Si上,也可以是在SiC或非晶碳上; (6) C原子加入到上述核中,使核长大; (7) C原子从核中游离,进入表面或回到气相; (8) 随时间增长和SiC层的形成,C和Si扩散逐渐困难,表面碳过饱和度增加,使过程(4)-(6)加快;

(9) 部分C原子重新进入气相; (10)部分sp2转化为sp3;

(11)衬底表面的缺陷可以作为成核点,H 原子也可以萃取表面原子产生空位,作为形核点。

此外还有其他一些过程,如衬底的刻蚀等。金刚石膜能否成核,成核于什么位置以及形核密度的高低,主要取决于这些过程的相对速率。

在上表中可以看到,各种CVD法中源气体中都有H2,对于H2的关键作用人们也进行了广泛研究。虽然现在还有争论,但实验表明必须有大量的超平衡H原子存在。H2的作用主要有:(1)使H2激活、离化成H原子,有助于有机气体碳化物的离解,以利于产生活性的甲基原子团的化学反应. 原子H萃取碳氢化合物分子中的H原子, 使其成为带有悬键的具有反应活性的基团。一般来说, 碳氢化合物的分子是难以直接用以生长金刚石的。(2)H原子的存在,有利于稳定金刚石的sp3键,不利于石墨的sp2键。在反应温度(300~1100℃)下, 只有存在有足够的原子H时, 才能使表面C原子的sp2杂化变为sp3杂化。否则, 表面H 原子高温脱附, 出现金刚石表面的石墨化。(3) H原子对膜层中生成的石墨具有很强的刻蚀作用。石墨及非金刚石碳表面原子由于与体原子键合较弱, 很容易被溶解或刻蚀。相反,金刚石表面C 原子与体原子键合强,不易被刻蚀,这样就可除去膜层中的石墨,保留膜层中的金刚石。在考虑到在低压气相沉积条件下,石墨或者非金刚石碳成核密度和成核率相对比金刚石大,所以在气源系统中,有机碳化物的气体所占

宽禁带半导体金刚石

宽禁带半导体金刚石

的比例远比引入的能抑制或刻蚀石墨生长的气体要小得多。

2 Aleksov A , Denisenko A, Kunze M , et al. Diamond diodes and transistors .Semicond.Sci.Tech 2003,18:59~66. 3 Jpn.J.Appl.Phys.2002,41( 8 ): 2611-2614.

4 Taniuchi H, Umezawa H, Arima , etal. IEEE electron divice letters ,2001,22(8): 390~392.

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8 Koizumi S, Teriji T, Kanda H. Dimond Relat, 2000. 9 Teraji T, Mitani S, Ito T. Phys.stat.sol. 2003, 198(2): 393- 406.

10 Takeuchi S, Murakawa M. Thin Solid Films. 2000, 377-378. 作者简介

李发宁(1979-),男,西安电子科技大学微电子研究所硕士研究生。主要研究方向:高速半导体器件与模拟集成电路设计研究。

张鹤鸣(1947-),男,西安电子科技大学微电子研究 所,教授,博士生导师。主要研究方向:高速半导体器 件与集成电路设计研究。

5 目前金刚石膜制备需要解决的问题

对于宽禁带金刚石半导体的研究国外早就开始了,并且是近年来研究的热点。我国从20世纪90年代开始了低压化学气相沉积金刚石膜的研究,并且把它已经列入国家863高技术计划和国家自然科学基金重点资助项目。但到目前为止,宽禁带金刚石半导体薄膜的制备面临以下关键技术问题: (1) 大面积单晶膜的异质外延生长; (2) 去除石墨等共沉积物; (3) 低的衬底温度;

(4) 精确的控制缺陷密度和晶界密度; (5) 控制成核速率和增加生长速率;

(6) 金刚石薄膜的不规则形状上的一致厚度; (7) 金刚石的欧姆接触问题; (8) 金刚石的n型掺杂技术。

以上几项同时也表明以后研究金刚石薄膜制备发展的方向。可以预测,基于金刚石材料的优越特性,金刚石半导体器和集成电路的研究将会得到更进一步的重视与发展。 参考文献

1 May P.W , Trans P, Lond R.S. CVD diamond-a new technology in the future . 2000, 358, 473-495.

Wide Bandgap Diamond Semiconductor

Li Faning,Zhang Heming,Dai Xianying,Zhu Guoliang,Lv Yi

(Research Inst. of Microelectronics, Xidian Univ., Xi’an 710071, China)

Abstract This paper discusses in detail the current research, the advantages and the application of diamond semiconductors. An analysis of and comparison among different diamond fabricating methods shows that microwave-plasma chemical-vapor-deposition (MPCVD) is the most desirable at present. The characteristics and the advantages is discussed of this method, which is capable of improve the diamond growth rate and quality with proper argon atmosphere and negative substrate bias voltage. An analysis is also given of the mechanism of the diamond heterogeneous nucleation. The paper concludes with a discursion of the key issues and trends of the diamond semiconductor technology.

Keywords wide bandgap diamond; MPCVD (Microwave-plasma chemical-vapor-deposition); high power

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/fs81.html

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