王书杰
- 作品数：13 被引量：9H指数：2
- 供职机构：中国电子科技集团公司第十三研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金天津市自然科学基金河北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信化学工程理学更多>>
- 半绝缘LEC-InP中Fe杂质浓度的分布均匀性
- 2020年
- 采用快速原位磷注入法合成InP熔体,采用液封直拉(LEC)法生长了掺Fe半绝缘InP单晶。利用光荧光谱技术、近红外吸收测量和非接触式电阻率测试系统研究了晶体中Fe杂质的分布特性。测试结果表明,在垂直晶锭生长方向切下的(100)InP晶片中,Fe杂质浓度分布一般呈环状,从样品中心部位到边缘部位Fe杂质浓度逐渐升高,这是由于晶体拉制过程中,固液界面为凸向熔体形状所致。但在有些(100)InP样品中,Fe杂质浓度呈条状分布。这种条状的Fe杂质浓度分布特征与晶体生长过程中熔体的对流形成的涡胞形状和涡流方向有关。因此,固液界面并不是影响Fe杂质浓度分布的唯一因素,熔体中涡流对Fe杂质浓度分布的影响是拉制掺Fe InP单晶工艺中需要考虑的重要因素之一。
- 黄子鹏杨瑞霞孙聂枫王书杰陈春梅王书杰
- 关键词：INP固液界面FE
- 富铟磷化铟晶体中铟夹杂物基体特征分析被引量：1
- 2019年
- 对富铟磷化铟(InP)晶体中铟夹杂物的基体特征进行了分析和表征。在富铟熔体中制备了InP单晶,利用金相显微镜及红外透射显微镜研究InP晶体中的铟夹杂物形态及其基体周围的影响区的形成。研究发现在铟夹杂物周围的InP基体上存在一些轮廓线。基于铟夹杂物的形成过程和其对周围InP基体的影响,分析了铟夹杂物及其周围轮廓线的形成机理。通过位错腐蚀发现,铟夹杂物周围的InP基体上存在高的位错区,沿着晶体生长方向的位错密度偏高。通过力学分析发现,这种位错分布不均匀主要是由于富铟熔体结晶过程中沿着温度梯度方向的体积膨胀较大所致。
- 王昊宇杨瑞霞孙聂枫王书杰田树盛陈春梅刘惠生
- 关键词：INP晶体生长化合物半导体
- 太阳电池用多晶硅铸锭中非金属夹杂物的研究进展被引量：1
- 2020年
- 多晶硅广泛应用于太阳电池领域。多晶硅铸锭的结晶质量决定了后续晶锭的加工和光伏组件的性能及寿命。碳化硅和氮化硅是多晶硅铸锭中最常见的两种非金属夹杂物。系统概述了多晶硅铸锭中氮化硅及碳化硅的形貌特征、微观分布形态及宏观分布规律等研究进展,介绍了两种夹杂物的伴生过程。根据多晶硅铸锭的生长条件,探讨了其中的碳和氮元素的来源及碳化硅和氮化硅夹杂物对多晶硅铸锭加工过程的影响。最后,从生长条件及工艺方法等方面分析了关于抑制和消除碳化硅和氮化硅夹杂物的研究进展情况。
- 周瑞王书杰王书杰孙聂枫邵会民刘惠生邵会民
- 关键词：晶体生长太阳电池半导体材料
- LEC法生长高质量6英寸InP单晶被引量：3
- 2020年
- 制备大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。对于制备大尺寸半绝缘InP单晶而言,由于其需要在高温高压环境下生长,随着热场尺寸的增大,炉体中气氛以及熔体中的对流增大,因而易产生孪晶和多晶。采用液封直拉(LEC)技术,通过多温区热场优化设计,调节各段加热器功率,降低了大尺寸热场温度梯度,提高了热场的对称性和稳定性,获得了平坦的固液界面,同时采用平缓放肩工艺抑制孪晶的形成。重复生长出约9.5 kg的6英寸(1英寸=2.54 cm)InP单晶,直径6英寸以上的单晶部分长度大于67 mm。测试结果表明,单晶片位错密度小于1×104 cm-2,电阻率大于107Ω·cm。从晶体生长和测试结果可以看出,合适的温度梯度可以使固液界面比较平坦,有效降低InP晶体的位错密度,电阻率片内均匀性为8.7%。
- 邵会民孙聂枫孙聂枫王书杰刘惠生孙同年王书杰
- 关键词：INP单晶位错密度
- InP籽晶表面处理的装置设计与工艺优化
- 2021年
- 为改善InP籽晶表面洁净度,保证InP材料生长时的电学参数并减小引晶阶段孪晶形成概率,设计了InP籽晶表面处理装置。该装置采用动态方式对籽晶表面进行处理,采用原子力显微镜扫描处理后籽晶的表面形貌,结果显示籽晶表面无杂质和沾污。通过在晶体引晶部位的不同位置取样进行霍尔测试。测试结果显示,用常规静态方式和动态方式处理的籽晶,其生长出晶体引晶部分的样品的平均迁移率分别约为4 100 cm^(2)/(V·s)和4 600 cm^(2)/(V·s),平均载流子浓度分别约为7×10^(15) cm^(-3)和4×1015 cm^(-3)。通过该装置及工艺处理的籽晶,表面被处理得彻底、无沾污,容易生长出电学参数优异的晶体。
- 姜剑孙聂枫孙同年王书杰王书杰邵会民
- 关键词：INP籽晶表面处理
- 富铟熔体生长InP晶体中的微观缺陷
- 2014年
- 通过原位磷注入液封直拉(LEC)法在富铟熔体中生长了<100>方向的磷化铟单晶,并研究了晶体内缺陷形态及形成机制。在富铟熔体中生长的磷化铟晶锭中发现,多种形态富铟夹杂物镶嵌在磷化铟基体中。在晶片的抛光过程中,由于局部受力不均匀导致富铟夹杂周围的晶体出现裂纹。通过研究发现,除了磷化铟晶体的各向异性外,局部的冷却条件也控制着晶体凝固过程,进而控制着富铟夹杂物的形态。由于磷化铟基体与富铟夹杂物的热膨胀系数不同,在富铟多面体夹杂物产生了很大的应力,进而导致富铟夹杂物附近出现了位错聚集现象。经讨论给出了这些夹杂物的形成机制及其对晶体质量的影响。
- 冯丰王书杰王阳
- 关键词：单晶生长熔体
- 富铟熔体生长InP单晶的晶体缺陷及物理特性被引量：2
- 2016年
- 通过磷注入法合成并利用液封直拉法(LEC)生长了富铟InP单晶,将晶锭进行定向切割、研磨和抛光,得到InP抛光片。用金相显微镜、扫描电镜、快速扫描光荧光谱(PL-Mapping)技术、高分辨率XRD射线衍射技术研究了富铟非掺InP单晶样品特性。结果表明,在富铟条件下生长的InP单晶会出现富铟夹杂,这种富铟夹杂可导致其周围位错密度升高,同时富铟夹杂在晶片内分布也是不均匀的,在晶片中心部分富铟夹杂的密度高,在边缘部分密度低。对富铟夹杂形成及不均匀分布的原因进行了分析,讨论了富铟夹杂对PL-Mapping发光峰峰值的影响。
- 韩应宽杨瑞霞孙聂枫王书杰王阳李晓岚孙同年
- 关键词：磷化铟
- 富磷InP单晶中气孔的形成及其结构研究被引量：1
- 2013年
- 采用P注入原位合成液封直拉生长法制备了富磷的3英寸(1英寸=2.54 cm)〈100〉InP单晶锭,对晶体中气孔的形成机理做了初步分析。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表面形貌及成分分析(EDS),采用X射线衍射仪对样品结晶质量进行测试。结果表明,在晶体生长过程中,熔体中富余的磷会形成磷气泡,磷气泡容易在固液界面边缘处堆积,进而形成气孔,晶片边缘处的孔洞较大且数量较多;晶体生长结束后,富余的磷会冷凝并淀积在气孔内壁上,在晶锭退火时,开始的热冲击使得气孔中富余的磷气化,降温过程中,由于晶锭内部温度高,富余的磷先冷凝并淀积在气孔内壁靠近晶锭边缘的一侧;晶片孔洞附近的结晶质量远低于无孔洞位置。
- 刘志国杨瑞霞杨帆王阳王书杰孙同年孙聂枫
- 关键词：磷化铟气孔扫描电子显微镜
- 磷化铟晶体中孪晶形成机理的研究进展被引量：1
- 2022年
- 孪晶可以降低化合物半导体单晶的成品率,是目前半导体材料领域研究的热点之一。针对InP及相关极易产生孪晶的半导体材料,系统介绍了孪晶形核的各类物理模型,归纳了材料属性、晶体生长放肩角度、温度梯度、生长速率、小平面、半导体极性及生长系统稳定性等因素对孪晶形成的影响。借助多晶硅中孪晶现象和形核机理解释了InP多晶中孪晶形核现象。同时,总结了掺杂剂及杂质元素对孪晶形成的影响。最后,对InP生长过程中孪晶形成及抑制方法进行了展望。InP单晶中孪晶的抑制将会大幅降低InP单晶衬底的成本,推动InP微电子及光电子领域的发展。
- 王书杰王书杰孙聂枫史艳磊邵会民邵会民张晓丹
- 关键词：孪晶半导体材料多晶硅晶体生长
- 非配比InP材料研究进展
- 2016年
- InP的配比度对晶体质量及相关器件性能有重要影响。若In-P熔体为富铟状态,不仅不容易生长单晶,而且易出现铟夹杂物;若熔体为富磷状态,则晶体中深能级缺陷将大幅增加,磷富余量过多时容易在晶体尾部产生孔洞,在孔洞周围位错密度明显增加。综述了与配比相关的InP材料的研究工作,着重分析了InP相图、不同配比InP材料制备、配比度的测量、与非配比相关的缺陷等方面的研究。重点探讨了非配比InP材料的制备、与配比相关缺陷的产生及缺陷对晶体质量的影响,对非配比InP的研究方向进行了分析和预测,提出了亟待研究解决的问题。
- 杨瑞霞韩应宽孙聂枫王书杰王阳李晓岚孙同年
- 关键词：INP点缺陷位错
