为实现光栅耦合器与光纤的高效率耦合, 基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)超低损耗氮化硅平台, 成功设计并开发了与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的低损耗、小尺寸氮化硅光栅耦合器。首先对光栅关键参数进行了仿真计算, 选择最优参数进行光栅耦合器的设计。然后, 基于CUMEC超低损耗氮化硅平台, 采用聚焦光栅结构, 极大地缩小了光栅耦合器的尺寸, 得到的氮化硅聚焦光栅耦合器小线宽结构制备良好。搭建了光学测试系统完成聚焦光栅性能表征, 测试结果表明, 损耗最优值为4.48 dB, 对应波长1548 nm, 1 dB带宽大于45 nm。
聚焦光栅 氮化硅平台 集成光子 低压化学气相沉积 focused grating coupler, SiN platform, integrated
1 西安理工大学材料科学与工程学院, 西安 710048
2 攀枝花学院生物与化学工程学院, 攀枝花 617000
基于石墨烯低压化学气相沉积技术, 通过调控甲烷流量对比研究了传统生长腔和气相捕获腔中石墨烯在铜箔衬底上的形核生长特点。结果表明, 与传统 生长腔相比, 气相捕获腔能够将石墨烯的形核密度降低3个数量级, 并促使石墨烯晶核快速长大。同时, 气相捕获腔能够为石墨烯提供一个稳定的生长环境, 有利于制备晶格完美的石墨烯晶畴, 并为石墨烯晶畴的融合提供更多的有效活性碳原子, 加速石墨烯晶畴之间的融合, 提高石墨烯薄膜的质量。在此基础上分 析了气相捕获腔对石墨烯低压化学气相沉积形核生长的影响机理。
石墨烯 低压化学气相沉积 气相捕获腔 铜箔 形核 生长 graphene low pressure chemical vapor deposition vapor trapping chamber copper foil nucleation growth
1 江西科技学院 协同创新中心, 江西 南昌330098
2 江西科技学院 管理学院, 江西 南昌330098
3 浙江正泰太阳能科技有限公司, 浙江 杭州310053
采用低压化学气相沉积(LPCVD)在玻璃衬底上制备了B掺杂ZnO(BZO)薄膜, 研究了氢气气氛退火对BZO薄膜光学性能和电学性能的影响。结果表明: 在氢气气氛下退火后, BZO薄膜的物相结构和透光率基本无变化, 但BZO薄膜的导电能力却明显提高。Hall测试结果表明: 在氢气下退火时载流子浓度基本保持不变, 但迁移率却明显提高。实验结果可为进一步提高BZO薄膜的光学电学综合性能提供借鉴。
低压化学气相沉积 ZnO薄膜 光学性能 载流子浓度 霍尔迁移率 low pressure chemical vapor deposition ZnO thin film optical properties carrier concentration Hall mobility
1 中国科学院半导体研究所 半导体材料科学重点实验室, 北京100083
2 国网智能电网研究院, 北京 100192
3 东莞天域半导体科技有限公司, 广东 东莞 523000
利用课题组自主研发的热壁低压化学气相沉积（HWLPCVD）系统, 在朝[11-20]方向偏转4°的（0001）Si面4H-SiC衬底上进行快速同质外延生长, 研究了生长温度及氯硅比（Cl/Si比）对外延生长速率的影响机理。研究发现, 外延生长速率随生长温度的提高呈线性增加, 而Cl/Si比的改变对生长速率的影响不大。文章进一步探究了Cl/Si比对4H-SiC外延层表面缺陷的影响。较低的Cl/Si比（0.4~2）可以减少或消除三角缺陷, Cl/Si比较高（大于5）时, 表面质量反而下降, 因而, 适当的Cl/Si比对于获得表面形貌良好的4H-SiC外延层至关重要。
碳化硅 低压化学气相沉积 同质外延 生长温度 SiC LPCVD homoepitaxy growth temperature
通过对低压化学气相沉积制得的CoSb3纳米薄膜在300~800K温度范围内的热电性能测试，发现其电阻率较其他单晶CoSb3块状样品低一个量级，热导率值在1.08~4.05 Wm－1K－1之间，比单晶CoSb3低得多.这表明纳米结构导致热导率显著降低,最高热电优值在773K出现且为0.114.这种纳米薄膜材料在研制新型高效热电半导体方面极具应用前景.
纳米材料 低压化学气相沉积 热电性 半导体 Nanomaterials CoSb3 CoSb3 Low pressure chemical vapor deposition Thermoelectric properties Semiconductors
四川大学物理科学与技术学院 微电子技术四川省重点实验室
本文采用低压化学气相淀积(LPCVD)技术,以甲烷CH4作为反应碳气体源,氢气H2作为稀释气体,将两者混合后,在n型Si(111)衬底上反向外延生长n型3C-SiC薄膜.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RAM)及扫描电子显微镜(SEM)对生长的3C-SiC薄膜进行测试和分析.对比在相同的反应温度下,不同的热处理方式对生长的3C-SiC薄膜质量的影响,进一步探讨SiC薄膜反向外延生长工艺的改进方法.结果表明,较慢的降温速率能够生长出质量较高的3C-SiC薄膜.
立方碳化硅 低压化学气相沉积 硅衬底 反向外延 cubic silicon carbine low pressure chemical vapor deposition silicon substrate reverse-epitaxial growth
中国科学院半导体研究所 材料中心, 北京 100083
利用自主研发的热壁低压化学气相沉积(HWLPCVD)系统，在5.08cm(２英寸)4°偏轴4H-SiC衬底上生长4H-SiC同质外延膜。讨论了4H-SiC同质外延层中的两种扩展缺陷——彗星缺陷和胡萝卜缺陷，研究了这两种缺陷的起源与消除方法。研究发现采用化学机械抛光(CMP)方法可以有效去除扩展缺陷，提高外延膜的质量。另外，提高衬底质量和优化生长条件也可以消除这两种扩展缺陷。
碳化硅 低压化学气相沉积 同质外延 扩展缺陷 SiC LPCVD homoepitaxy extended defect
西安理工大学 电子工程系， 陕西 西安 710048
利用低压化学气相淀积工艺在6H-SiC衬底成功制备了SiCGe薄膜。通过光致发光(PL)谱研究了生长温度对SiCGe薄膜发光特性的影响。结果表明：生长温度为980，1 030，1 060 ℃的SiCGe薄膜的室温光致发光峰分别位于2.13，2.18，2.31 eV处；通过组分分析和带隙计算，认定该发光峰来自于带间辐射复合，证实了改变生长温度对SiCGe薄膜带隙的调节作用。同时，对SiCGe薄膜进行了变温PL测试，发现当测试温度高于200 K时，发光峰呈现出蓝移现象。认为这是不同机制参与发光所造成的。
SiCGe薄膜 低压化学气相沉积 生长温度 光致发光 SiCGe LPCVD growth temperature photoluminescence
国防科学技术大学 材料工程与应用化学系，长沙 410073
采用溶剂蒸发对流自组装法将单分散SiO2微球组装形成三维有序胶体晶体模板，用低压化学气相沉积法填充高折射率材料锗，酸洗去除SiO2模板，获得了锗反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对锗反蛋白石的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.结果表明：锗在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量，填充致密均匀.通过改变沉积工艺，可控制锗的填充率；制备的锗反蛋白三维光子晶体具有明显的光学反射峰，表现出光学带隙效应.测试的光学性能与理论计算基本吻合.
锗反蛋白石 光子晶体 低压化学气相沉积 溶剂蒸发对流自组装 Germanium inverse opal Photonic crystal Low pressure chemical vapour deposition Solvent vaporization convection self-assembly
华东师范大学纳米功能材料和器件应用研究中心, 上海 200062
采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在镍片上直接制备碳纳米管(CNTs)薄膜,系统地研究了生长温度(500～800 ℃)对碳纳米管薄膜形貌、结构及场发射性能的影响,并对此方法的生长机理进行了分析。当温度从500 ℃升高到650 ℃时,碳纳米管的生长速率随着温度升高而增大,而温度继续上升,速率则明显减小。利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱仪表征和检测了碳纳米管薄膜的形貌和结构。碳纳米管的管径、长度、一致性和晶化程度随温度都有明显的变化。同时还对碳纳米管薄膜的场发射特性进行了测试,对其场发射机理进行了深入地探讨,表明温度对碳纳米管的性能有很大影响,并存在最优化的温度条件。实验结果表明碳纳米管薄膜的形貌、结构及其场发射性能可通过生长温度进行一定范围的控制。
薄膜光学 碳纳米管 低压化学气相沉积 扫描电镜 拉曼光谱 温度
