人工晶体学报

作者：殷梓萌, 郑凯文, 邹幸洁, 路鑫宇, 陈凯, 叶煜聪, 胡文晓, 陶涛

单位：南京大学电子科学与工程学院,南京 210093

关键词：人造金刚石,MPCVD,甲烷浓度,单晶外延,表面形貌优化,

基金：国家重点研发计划(2021YFB3601600);国家自然科学基金(61974062,62074077,62004104);江苏省自然科学基金(BK20180747);江苏省重点研发计划(BE2021008-2)

人造金刚石作为一种高效的热管理衬底,在宽禁带半导体电子器件领域具有广泛的应用前景。然而微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法外延金刚石单晶的生长速率慢,表面粗糙度高,难以满足半导体器件的衬底需求。对此,本文采用MPCVD法制备金刚石单晶薄膜,通过分阶段生长监控样品的生长速率,结合显微镜照片和AFM表征样品的表面形貌和表面粗糙度,根据拉曼光谱和XRD分析外延薄膜的晶体质量,最终采用高/低甲烷浓度的两步法外延工艺,实现了金刚石单晶薄膜的高速外延,生长速率达到20 μm/h,同时获得了较为平整的表面形貌。本文所研究的甲烷调制两步法外延工艺能够起到表面形貌优化的作用,有利于在后续的相关器件研发中提供平整的金刚石衬底,推动高功率电子器件的发展。

来源：2022年第5期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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