下载文档原格式
中科院半导体所科技成果——III-V化合物半导体磷化铟(InP)、锑化镓（GaSb）和砷化铟（InAs）单晶生长和晶片加工技术项目成熟阶段成熟期成果简介InP单晶片主要作为衬底材料外延生长各种微波器件用微结构外延材料（如HEMT、HBT）和大功率激光器等的多量子阱材料，主要应用领域包括移动通信、卫星通信、导航、光纤通信、高效太阳能电池等。
InAs单晶片主要作为衬底材料，制造波长2-14µm的红外发光管、激光器等，GaSb单晶片衬底用于制造2-5µm波长的室温连续波激光器。
这些红外器件在气体监测、低损耗光纤通信、红外成像探测技术等领域有良好的应用前景。
GaSb单晶还是制造热光伏器件的理想材料，已应用在工业余热发电、便携发电设备等。
InAs单晶还用于制造霍耳器件、产生太赫兹波等。
2英寸和3英寸直径（100）InP单晶2英寸和3英寸直径（100）GaSb单晶2英寸和3英寸直径（100）InAs单晶照片技术特点InP、GaAs、GaSb和InAs单晶的生长方法为液封直拉法（LEC）。
生长出的单晶需要经过定向切割成为厚度为0.5-0.8毫米左右的标准圆片（直径2英寸、3英寸等），然后进行抛光、腐蚀和清洗后，在超净条件下包装密封，即可作为商品提供给用户使用。
主要生产工艺流程晶体生长→晶锭滚圆→定向切割→晶片研磨→抛光→清洗腐蚀→超净封装→用户。
市场分析目前市场价格为：2英寸片1000-1500元/片，3英寸片2000-3000元/片。
合作方式技术服务产业化所需条件主要生产加工设备：高压单晶炉：主要用于InP和InAs的多晶合成和单晶生长；常压单晶炉（相当于40型或更大的Si单晶炉）：用于GaSb单晶、InAs单晶和InSb单晶的生长；内圆切割机和多线切割机：用于单晶的定向和晶片切割；研磨机：晶片研磨；抛光机：晶片的单面和双面抛光；其它配套条件：超净厂房、晶片的清洗腐蚀设备、表面检测分析和常规电学测试设备等。
纳米材料作者：暂无来源：《新材料产业》 2013年第1期美开发出迄今最小砷化铟镓晶体管长度仅22nm据报道，美国麻省理工学院科学家开发出了有史以来最小的砷化铟镓晶体管。
该校微系统技术实验室科研团队开发的这个复合晶体管，长度仅为22nm。
麻省理工学院电气工程和计算机科学系教授德尔·阿拉莫表示，随着硅晶体管降至纳米尺度，器件产生的电流量也不断减小，从而限制了其运行速度，这将导致摩尔定律逐渐走到尽头。
为了延续摩尔定律，研究人员一直在寻找硅的替代品，以能在较小尺度上产生较大电流。
其中之一便是砷化铟镓，已用于光纤通信和雷达技术的该化合物具有极好的电气性能。
阿拉莫团队的研究表明，使用砷化铟镓创建一个纳米尺寸的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOS F ET）是可能的，MOS F ET是微处理器等逻辑应用中最常用的类型。
晶体管包括3个电极：栅极、源极和漏极，由栅极控制其他两极之间的电流。
由于这些微小晶体管的空间十分紧张，3个电极必须被放置得相互非常接近，但即便使用精密的工具，也很难达到精确水平。
阿拉莫团队则实现了晶体管栅极在其他2个电极之间进行“自对准”。
研究人员首先使用分子束外延法生长出薄层的砷化铟镓材料，然后在源极和漏极上沉积一层金属钼。
研究人员使用电子聚焦束在该基底上“画”出一个极其精细的图案，然后蚀刻掉材料不想要的区域，栅氧化物便沉积到微小的间隙上。
最后，将钼蒸汽喷在表面上形成的栅极，可紧紧地挤压在其他2个电极之间。
阿拉莫表示，通过刻蚀和沉积相结合，栅极就能安放在四周间隙极小的电极之间。
他们的下一步目标将是，通过消除器件内多余的阻力来进一步改善晶体管的电气性能，并提高其运行速度。
一旦实现此一目标，他们将进一步缩减器件尺寸，最终将晶体管的栅极长度减至10nm以下。
（科技日报）美制造出首个纳米线光子开关据每日科学网报道，美国宾夕法尼亚大学研究人员用硫化镉纳米线制造出了第1个全光光子开关，并将其与逻辑门结合，而这是计算机芯片处理信息的基本组成部分。
当使用标准假设时，由于栅极电容的不确定性，表面耗尽的影响，以及非均匀掺杂分布，提取的流动性和载流子浓度值会有很大的误差。
Khanal和吴（67）使用有限元法（FEM）模拟表明，当在平面模型上使用电容时，流动性的测量会有两个到十个误差的存在。
小直径的薄背栅氧化物（67）低掺杂的纳米线会有更大的误差。
锗纳米线的顶端栅极电容的测量结果表明，如果使用FEM代替分析模型（68），误差几乎可以消除。
加内特等人（30）使用电容—电流测量法，能提取径向载流子浓度剖面和硅纳米线的表面密度。
其中符合扩散模拟，平面空着样品和表面密度的文学价值。
这是个令人鼓舞的结果，因为这意味着，适当的表面钝化，可以使纳米线太阳能电池的表面复合能够达到和平面单元格相同低的水平（每单位面积）。
这个结果也表明，直径小于100nm和掺杂水平接近1 × 1017 cm−3的非钝化的纳米线可以很容易的表面状态完全的耗尽（69）。
这有个必须考虑的问题—非门的电导率测量可采样的纳米线体积只有一小部分，从而导致即使使用正确的流动性计算也会得到错误的载流子浓度。
此外，如果纳米线的掺杂分布很多，单载流子浓度值只能给出一个估计的平均值。
上面提到的电流电压测量法虽然能提取径向载流子浓度剖面，但是不能直接确定掺杂分布。
佩雷亚等人（29）用局部电极原子探针（LEAP）显微镜看到在原位掺杂纳米线的径向非均匀掺杂分布。
图五掺杂原子的分布和掺杂纳入途径。
（a）通过掺杂纳入途径示意图（i）催化剂及（ii）表面分解。
（b）磷浓度的锗纳米线的径向情节增长380◦C和磷化氢：GeH41:1,000（三角形）和1:500（正方形）的比率。
插图显示浓度是沿着它的路径衡量。
（c）纳米线截面与面板D对齐（2纳米厚）侧视图。
（d）平均磷浓度[图]沿生长轴。
适应从29参考权限。
版权所有C 2009，麦克米伦。
图五显示了增强的表面掺杂浓度和拟定的机制，与含磷的结合通过非催化的效果比催化的更有效。
锑化物半导体开拓先锋——记中国科学院半导体研究所研究员牛智川 李 莉 王 辉 半导体，与计算机、原子能、激光科技并称为当代科技文明标志性四大领域。
半导体科技经过约70年的发展，科学理论不断完善，材料器件应用日益广泛，已经成为世界各大国强盛的战略根基。
我国科技界将半导体材料体系的拓展称为三代半导体，也就是硅或锗基、砷化镓或磷化铟基、氮化镓或碳化硅基材料三大体系。
基于这三代（类）半导体形成的大规模集成电路与计算机技术、高速光纤通信与互联网技术、高功率电力电子与能源技术等诸多重大战略应用价值方向，不断推动现代信息技术、能源技术以及人工智能技术的进步和发展。
囿于时代背景和工业基础，我国的第一代、第二代半导体科技水平长期落后于人。
进入21世纪后，半导体科技发展规划全面步入国家战略层面。
2020年9月4日，一则“我国将把大力发展第三代半导体产业写入‘十四五’规划”的消息，更是引发市场对功率半导体的瞩目，以氮化镓、碳化硅为首的第三代半导体材料一时间风光无限。
当前，伴随量子信息、可再生能源、人工智能等高新技术的迅速涌现和发展，持续催生和驱动半导体新体系微电子、光电子、磁电子、热电子等多功能器件技术的涌现。
特别是信息技术向智能化、量子化迈进的重要时期，基于经典的前三代半导体深入挖掘其潜力的同时，也需要开拓新体系、新结构、新功能半导体材料，以满足不断增长的高性能、低成本芯片的需求。
在牛智川看来，以G a2O3超宽带隙半导体、锑化物窄带隙半导体、二维原子晶体低维半导体等为核心体系的多种新材料技术中，新型锑化物半导体材料在开拓量子拓扑新效应、推动红外器件制备技术变革两方面占有战略先机地位，是近20年来，国内外半导体材料研究领域呈现出绝无仅有的兼具基础研究科学意义和确定性重大应用前景的新材料体系，作为在相关研究方向走在全球前列的团体之一，中国科学院半导体研究所牛智川研究员团队领衔了我国锑化物半导体的开拓与发展。
走近锑化物半导体什么是锑化物半导体？在回答这个问题之前，先来认识一下半导体。
一般来说增加导电性，有两个方法。
第一是把电子变多，第二是让电子跑的快些。
但在传统材料中，这两者很难同时达到。
这主要是由于电子数目多的情况下，电子会因为费米面的增大而大大增加散射几率，这其中一些大角度的背散射就会让电子的运动南辕北辙，从而降低迁移率，限制了材料导电性的进一步增强。
最近，修发贤课题组成功合成了砷化铌的纳米带。
测量发现，砷化铌纳米带在具有很高电子浓度的情况下仍然具有超高的迁移率。
为了进一步确认是什么原因导致了砷化铌纳米带具有超高的电导率，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾等人利用稳态强磁场实验装置，系统地研究了砷化铌纳米带的量子振荡。
得益于较高的测试磁场（最高使用场为32T），研究团队观测到一系列由费米弧表面态构成的量子振荡。
通过对这些量子振荡分析，研究人员发现砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性，即使在较高电子浓度的情况下，体系仍然保持低散射几率。
这些实验结果证明了砷化铌超高导电的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。
值得指出的是，和常规的量子现象不同，费米弧这一特性即使在室温仍然有效。
这一发现为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路。
利用这种特殊的电子结构，可以在提高电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性，这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。
该研究工作由复旦大学、中科院强磁场科学中心、南京大学、加州大学戴维斯分校、昆士兰大学、北京工业大学、苏黎世联邦理工学院、爱尔兰三一学院等多家单位合作完成。
修发贤为通讯作者，复旦大学博士生张成为第一作者，复旦大学本科生倪卓亮、强磁场中心张警蕾、复旦大学博士生袁翔为共同第一作者。
该研究在强磁场中心的实验部分得到了中科院科研仪器设备研制项目、中科院青年促进会、合肥物质科学技术中心创新项目培育基金等的支持。
碳基纳米盘可协同抑制肿瘤生长记者3月21日从中科院强磁场科学中心获悉，该中心王辉研究员与华盛顿大学Miqin Zhang教授等合作，在癌症碳基药物载体方面取得新进展。
在提高砷化铟霍尔元件灵敏度过程中的几点体会
卜富昌
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】1978(000)005
【摘要】本文主要叙述了,影响霍尔元件灵敏度的几个因素,以及在制造工艺中应注意的事项。
并对霍尔输出极焊点形状及其对灵敏度影响的机理,进行了初步说明。
【总页数】6页(P48-53)
【作者】卜富昌
【作者单位】沈阳仪器仪表研究所
【正文语种】中文
【中图分类】G6
【相关文献】
1.高灵敏度InSb霍尔元件 [J], 于成民
2.基于磷化铟、砷化铟和锑化铟的光栅型超宽带远红外线吸收器 [J], 赵晨;薛文瑞;陈曦;陈岳飞;李昌勇
3.德国开发出高灵敏度铟镓砷微波功率放大器 [J],
4.砷化镓霍尔元件的研制 [J], 于成民;卜富昌
5.新型锑掺杂砷化铟纳米线大幅提高红外探测灵敏度 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子材料作者：暂无来源：《新材料产业》 2018年第6期硅基砷化镓量子点激光器有望推动光计算发展日本东京大学科研人员首次在电泵浦硅基砷化铟/砷化镓量子点激光器中，实现1.3μm激射波长。
采用分子束外延技术在硅（001）轴上直接生长砷化镓。
在采用分子束外延技术生长量子点层之前，通常采用金属有机化学气相沉积法沿硅（001）轴生长。
实现分子束外延引晶技术的替代技术涉及切割衬底，避免贯穿位错、反相边界和裂等晶体缺陷的产生。
不幸的是，离轴硅与主流基于C M O S电子器件不兼容。
金属有机化学气相沉积无法有效过滤位错，或者生长有效发光的量子点。
研究人员将n型衬底用于固体源分子束外延。
首先将生长室温度加热至950℃，并进行5mi n衬底退火。
通过生长3个300n m厚砷化镓层和在砷化镓层上生长的铟镓砷/砷化镓应变超晶格，抑制贯穿位错到达量子点层。
量子点层的贯穿位错密度为5×107/ c m2。
研究团队指出，在薄膜沉积过程中进行热循环退火，有助于进一步降低位错密度。
（工业和信息化部电子第一研究所）美国开发出原子级超薄磁性器件华盛顿大学领导的科研团队开发出利用层状磁性材料进行信息编码的原子级超薄磁性器件，可大幅提升数据存储密度和能量效率。
这一突破性进展有望为存储技术带来新的变革，将彻底改变云计算和消费电子业的技术现状。
研究人员在2K的低温环境下，根据电子的自旋方向利用堆叠的超薄磁性材料对电子施加了前所未有的控制。
在这个过程中，电子自旋被看作微小的亚原子磁体。
研究人员在实验中所使用的核心磁性材料是层状三碘化铬（C r I3）。
该材料在2017年被认为是首个被发现的二维磁性绝缘体材料。
整个超薄磁性器件可以看作是一个由六方氮化硼、石墨烯和C r I3三种层状二维材料堆叠而成的磁性隧道结（s f - M T J），可依据电子自旋方向对电子进行过滤。
其中最为核心的部分是由石墨烯传导层和中间的2层C r I3构成的三明治结构。
