以金剛石、氧化鎵、氮化鋁、氮化硼等為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用，近年來不斷獲得技術(shù)的突破。超寬帶半導(dǎo)體材料具有更高的禁帶寬度、熱導(dǎo)率以及材料穩(wěn)定性，在新一代深紫外光電器件、高壓大功率電力電子器件等意義重大的應(yīng)用領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α１痉謺?huì)著重研討超寬禁帶半導(dǎo)體材料的制備、工藝技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備及半導(dǎo)體器件應(yīng)用，旨在搭建產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)、資本的高質(zhì)量交流平臺(tái)，共同探討超寬禁帶半導(dǎo)體材料及器件應(yīng)用發(fā)展的新技術(shù)、新趨勢(shì)，積極推動(dòng)我國(guó)超寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件應(yīng)用的發(fā)展。

 

　　2018年10月23-25日，第十五屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2018）暨2018國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2018）在深圳會(huì)展中心舉行。其中，24日下午，由江蘇南大光電材料股份有限公司、江蘇博睿光電有限公司和北京康美特科技股份有限公司協(xié)辦支持的“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)”分會(huì)，在中國(guó)科學(xué)院微電子研究所研究員、 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)微電子學(xué)院的副院長(zhǎng)龍世兵的主持下成功舉行。

　　會(huì)上，來自日本大阪市立大學(xué)Dr. Jianbo LIANG分享了《通過表面激活鍵在室溫下直接結(jié)合金剛石和硅》主題報(bào)告。

 

　　他介紹到，金剛石有望成為高功率高頻電子器件的下一代半導(dǎo)體材料的最佳候選材料。然而，與硅相比，鉆石的成本是非常昂貴的。如果可以將單晶金剛石與大面積硅襯底相結(jié)合，則可以使用大規(guī)模集成硅(Si)工藝設(shè)備來制造金剛石襯底的功率器件。金剛石器件與同一襯底上多種功能的硅大規(guī)模集成電路結(jié)合對(duì)發(fā)展電子應(yīng)用具有重要意義。報(bào)告中介紹，利用表面活化鍵合(SAB)制備了室溫下的金剛石/Si鍵合界面，并利用透射電鏡(TEM)研究了鍵合界面的結(jié)構(gòu)。

 

　　通過SAB手段在高壓和高溫(HPHT)下在一個(gè)尺寸為15毫米×25毫米×0.53毫米的n-Si(100)襯底上合成尺寸為4毫米×4毫米×0.55毫米的type-Ib(100)單晶鉆石。在焊接之前，用化學(xué)-機(jī)械平面化(CMP)對(duì)金剛石片表面進(jìn)行拋光。用原子力顯微鏡(AFM)分別測(cè)量了金剛石表面和硅表面的平均粗糙度(Ra)為0.32 nm和0.25 nm。

 

　　金剛石/Si結(jié)合界面的橫截面TEM圖像如圖1所示。在界面處形成了厚度約為20nm的過渡層，該過渡層由于沒有晶格條紋，與相鄰的硅、金剛石晶體相不同，應(yīng)該是無定形層。更重要的是，界面沒有出現(xiàn)裂縫等結(jié)構(gòu)缺陷。結(jié)果表明，硅與金剛石之間存在牢固的粘結(jié)，SAB制備的金剛石/硅結(jié)合界面適用于金剛石基器件與硅大規(guī)模集成電路的結(jié)合。【更具會(huì)議資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解！】