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公开(公告)号：CN116130336A
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202310028324.5
申请日：2023-01-09
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
IPC分类号： H01L21/02 , H01L29/267 , C30B29/40 , C30B25/18
摘要： 本发明公开了一种基于氮化物材料与氮终端金刚石的二维电子气异质结结构及其制备方法，包括以下步骤：步骤一、获取金刚石层；步骤二、对金刚石层表面进行氮终端处理，形成氮终端表面；步骤三、在氮终端表面上外延生长Al面极性纤维锌矿结构的单晶氮化铝或硼铝氮，形成氮化铝外延层或硼铝氮外延层，以形成基于氮终端金刚石的二维电子气异质结结构。本发明能够形成高质量的氮化铝/氮终端金刚石异质结或硼铝氮/氮终端金刚石异质结，能够产生高电子迁移率、高载流子浓度的二维电子气，显著提升该异质结基器件在高压、高频和大功率方面的应用潜力。
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公开(公告)号：CN114525582B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202210011087.7
申请日：2022-01-05
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明涉及一种单晶金刚石及制备方法，其制备方法包括步骤：S1、在衬底上制备金刚石成核层；S2、在金刚石成核层上外延生长晶面取向均一、且表面凹凸不平的多晶金刚石层；S3、在多晶金刚石层的凹凸不平的表面上外延生长金属铱；S4、对金属铱进行表面抛光处理，以露出多晶金刚石层与金属铱交错分布的平面，形成复合衬底；S5、在复合衬底上生长单晶金刚石。该制备方法在晶面取向均一的多晶金刚石表面即可形核，避免传统单晶金刚石异质外延过程中形核阶段对衬底直流偏压的需要，且所形成的单晶金刚石晶体取向均一，质量较高，从而实现了与现有设备的兼容，降低了工艺复杂度，提高了成品率。
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公开(公告)号：CN116153765A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310027176.5
申请日：2023-01-09
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明公开了一种基于氮面极性硼铝氮材料的金刚石二维电子气异质结结构的制备方法，包括以下步骤：获取C面单晶蓝宝石衬底；在C面单晶蓝宝石衬底上外延生长具有施主掺杂的氮面极性纤维锌矿结构的硼铝氮，形成硼铝氮外延层；在硼铝氮生长过程中，通过对硼源与铝源的比值进行调控以控制所述硼铝氮外延层的硼与铝的组分；在硼铝氮外延层上生长金刚石外延层，以形成异质结。本发明基于蓝宝石衬底材料制作金刚石异质结器件，异质结所需金刚石层由外延生长所得，突破了高质量金刚石衬底的尺寸限制，同时降低了异质结制造成本，提供了获取大尺寸金刚石异质结的有效方法。
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公开(公告)号：CN118136722A
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202410124470.2
申请日：2024-01-29
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
IPC分类号： H01L31/18 , H01L31/0224 , H01L31/115
摘要： 本发明公开了一种锗终端金刚石核探测器的制备方法及金刚石核探测器，通过在单晶金刚石衬底的第一面磁控溅射第一面二硫化锗薄膜，将单晶金刚石衬底置入MPCVD系统对表面进行氢等离子体处理，以在单晶金刚石衬底的第一面形成第一锗终端金刚石表面层。采用相同的工艺，在单晶金刚石衬底的第二面形成第二锗终端金刚石表面层。然后在第一锗终端金刚石表面层的上表面制备第一电极，在第二锗终端金刚石表面层的下表面制备第二电极，对当前器件表面进行氧等离子体处理形成第一氧终端和第二氧终端。本方案提供的锗终端金刚石具有良好的欧姆接触效果和金属粘附性，相较于现有的制备方法，有效减少了制备步骤，降低了工艺难度。
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公开(公告)号：CN115232615B
公开(公告)日：2024-01-23
申请号：CN202210720391.9
申请日：2022-06-23
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明公开了一种硅空位色心发光强度可调控的微晶金刚石晶粒的制备方法，包括：选取一定晶向的外延衬底；对衬底进行有机清洗；对清洗过后的衬底进行超声播种处理；对经过超声播种处理的衬底进行预处理；在衬底上生长微晶金刚石，并通过调整生长环境中氮气和氧气的比例调控晶粒取向，以形成具有特定晶向的微晶金刚石晶粒，从而实现硅空位色心发光强度的调控。本发明提供的制备方法不需要引入其他杂质气源，即可实现低成本、可控性强的金刚石中硅空位，避免了连续金刚石膜阻挡刻蚀硅的问题，(56)对比文件Yang, Bing;Yu, Biao;Li, Haining;Huang, Nan;Liu, Lusheng;Jiang,Xi.Enhanced and switchable silicon-vacancy photoluminescence in air-annealednanocrystalline diamondfilms.Carbon.2019,第156卷242-252.李俊鹏 等.多晶金刚石薄膜硅空位色心形成机理及调控.物理学报.2023,第72卷(第03期),336-343.王启亮;吕宪义;成绍恒;张晴;李红东;邹广田.高速生长CVD金刚石单晶及应用.超硬材料工程.2011,(第02期),1-5.刘学杰;乔海懋.硅掺杂金刚石薄膜形成过程的研究.内蒙古科技大学学报.2017,(第02期),126-130.吴高华;王兵;熊鹰;陶波;黄芳亮;刘学维.氧碳比对MPCVD法同质外延单晶金刚石的影响.功能材料.2013,(第14期),2065-2068+2073.
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公开(公告)号：CN116313745A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310027177.X
申请日：2023-01-09
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明公开了一种改善晶格失配的硼铝氮/氮终端金刚石二维电子气异质结结构的制备方法，包括以下步骤：获取111面单晶硅衬底；在111面单晶硅衬底上外延生长单晶氮化硼过渡层；在单晶氮化硼过渡层表面生长金刚石外延层；对金刚石外延层表面进行氮终端处理，形成氮终端表面；在氮终端表面上外延生长具有施主杂质掺杂的Al面极性纤维锌矿结构的单晶硼铝氮，形成硼铝氮外延层，以形成硼铝氮/氮终端金刚石二维电子气异质结。本发明的制备方法突破了高质量金刚石衬底的尺寸限制，有效缓解了金刚石上硼铝氮在外延过程中的晶格畸变，减少形成的异质结界面处的表面态与悬挂键，提高了金刚石异质结的质量。
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公开(公告)号：CN115232615A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210720391.9
申请日：2022-06-23
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明公开了一种硅空位色心发光强度可调控的微晶金刚石晶粒的制备方法，包括：选取一定晶向的外延衬底；对衬底进行有机清洗；对清洗过后的衬底进行超声播种处理；对经过超声播种处理的衬底进行预处理；在衬底上生长微晶金刚石，并通过调整生长环境中氮气和氧气的比例调控晶粒取向，以形成具有特定晶向的微晶金刚石晶粒，从而实现硅空位色心发光强度的调控。本发明提供的制备方法不需要引入其他杂质气源，即可实现低成本、可控性强的金刚石中硅空位，避免了连续金刚石膜阻挡刻蚀硅的问题，无需后处理工艺，具有生长周期短、生长工艺简单、成本低、安全环保且生长稳定可控的优点。
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公开(公告)号：CN114525582A
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202210011087.7
申请日：2022-01-05
申请人： 西安电子科技大学 , 西安电子科技大学芜湖研究院
摘要： 本发明涉及一种单晶金刚石及制备方法，其制备方法包括步骤：S1、在衬底上制备金刚石成核层；S2、在金刚石成核层上外延生长晶面取向均一、且表面凹凸不平的多晶金刚石层；S3、在多晶金刚石层的凹凸不平的表面上外延生长金属铱；S4、对金属铱进行表面抛光处理，以露出多晶金刚石层与金属铱交错分布的平面，形成复合衬底；S5、在复合衬底上生长单晶金刚石。该制备方法在晶面取向均一的多晶金刚石表面即可形核，避免传统单晶金刚石异质外延过程中形核阶段对衬底直流偏压的需要，且所形成的单晶金刚石晶体取向均一，质量较高，从而实现了与现有设备的兼容，降低了工艺复杂度，提高了成品率。
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公开(公告)号：CN116525446A
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202310565933.4
申请日：2023-05-17
申请人： 西安电子科技大学
IPC分类号： H01L21/336 , H01L29/06 , H01L29/16 , H01L21/02
摘要： 本发明公开了一种自组织硅终端金刚石电导及器件的制备方法，包括：对金刚石单晶的表面进行抛光清洗，得到处理过的金刚石单晶；用PECVD淀积金刚石单晶得到SiO2层；通过掩膜版对SiO2层进行光刻；使用RIE刻蚀经过光刻后的SiO2层，得到图形化衬底；采用MPCVD生长金刚石单晶外延层，在降温过程中，外延层出现应力不均匀以实现自剥离并在剥离出的外延层形成硅终端区域和非硅终端区域；在硅终端区域内的两侧制备源极和漏极；在硅终端区域的中间沉积SiO2形成栅介质，在栅介质中间制备栅极，得到完整的硅终端器件。本发明与传统方法相比，省去了硅终端表面制备及器件隔离工艺流程，同时也省去外延层单晶的加工流程，降低器件制备成本，提高成品率，与现有工艺兼容。
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公开(公告)号：CN116314280A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310072475.0
申请日：2023-02-02
申请人： 西安电子科技大学
摘要： 本发明公开了一种可调沟道宽度的金刚石可变阈值场效应晶体管，包括N型金刚石衬底、P‑型金刚石外延层、P+型金刚石外延层、源电极、漏电极、栅介质层、栅电极以及背电极，其中，P‑型金刚石外延层设置在N型金刚石衬底上表面；在P‑型金刚石外延层上表面左右两侧分别设置P+型金刚石外延层，源电极和漏电极分别设置在左右两侧的P+型金刚石外延层上，P+型金刚石外延层分别与其上方的源电极和漏电极形成欧姆接触；栅介质层设置在P‑型金刚石外延层未被P+型金刚石外延层覆盖的上表面，栅电极设置在栅介质层的上表面；背电极设置在N型金刚石衬底下表面。本发明的金刚石场效应管具有高热导率、高抗辐照性、耗尽型与增强型灵活的可选择性等优势。
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