1. Кереш сүз
Дистәләгән еллар тикшеренүләренә карамастан, кремний субстратларында үскән гетероепитаксиаль 3C-SiC әле сәнәгать электрон кушымталары өчен кристалл сыйфатына ирешә алмады. Usuallyсеш гадәттә Si (100) яки Si (111) субстратларында башкарыла, аларның һәрберсе төрле кыенлыклар тудыра: (100) өчен фазага каршы доменнар һәм (111) өчен яраклар. [111] юнәлешле фильмнар җитешсезлек тыгызлыгын киметү, өслек морфологиясен яхшырту, түбән стресс кебек перспектив характеристикаларны күрсәтсәләр дә, (110) һәм (211) кебек альтернатив юнәлешләр аңлашылмый кала. Хәзерге мәгълүматлар системалы тикшерүне катлауландырган, оптималь үсеш шартлары ориентациягә хас булырга мөмкинлеген күрсәтә. Шунысы игътибарга лаек, 3C-SiC гетероепитакси өчен югары Миллер-индекс Si субстратларын куллану (мәсәлән, (311), (510)) беркайчан да хәбәр ителмәгән, ориентациягә бәйле үсеш механизмнары буенча эзләнү тикшеренүләренә зур урын калдырган.
2. Эксперименталь
3C-SiC катламнары атмосфера басымлы химик пар парламенты (CVD) аша SiH4 / C3H8 / H2 прекурсор газлары ярдәмендә урнаштырылган. Субстратлар төрле юнәлешле 1 см² Си ваферлар иде: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), һәм (995). Барлык субстратлар (100) дән кала, күчәрдә булганнар, монда 2 ° киселгән ваферлар өстәмә сынап каралган. Growthсеш алдыннан чистарту метанолдагы УЗИ деградациясен үз эченә алган. Protсеш протоколы H2 аннализациясе аша 1000 ° C температурада туган оксидны чыгаруны үз эченә ала, аннары стандарт ике этаплы процесс: 10 минутта карбуризация 1165 ° C белән 12 скм C3H8, аннары эпитакси 60 минут 1350 ° C (C / Si нисбәте = 4) 1,5 скм SiH4 һәм 2 скм C3H8 кулланып. Eachәрбер үсеш дүрт-биш төрле Si ориентациясен кертте, ким дигәндә бер (100) белешмә вафер.
3. Нәтиҗә һәм фикер алышу
Төрле Si субстратларында үскән 3C-SiC катламнарының морфологиясе (1 нче рәсем) үзенчәлекле өслек үзенчәлекләрен һәм тупаслыгын күрсәтте. Визуаль рәвештә Si (100), (211), (311), (553), һәм (995) үскән үрнәкләр көзгегә охшаган, калганнары сөтле ((331), (510)) тонык (110), (111)). Иң йомшак өслекләр (иң яхшы микросруктураны күрсәтәләр) (100) 2 ° off һәм (995) субстратларда алынган. Искиткеч, барлык катламнар суытылганнан соң яраксыз калды, гадәттә стресска дучар булган 3C-SiC (111). Чикләнгән үрнәк күләме ярылуны булдырмаска мөмкин, ләкин кайбер үрнәкләрдә тупланган җылылык стрессы аркасында 1000 × зурлыкта оптик микроскопия астында ачыклана торган баш (30-60 мм дефлекция) күрсәтелә. Si (111), (211), һәм (553) субстратларда үскән биек катламнар кристаллографик ориентация белән корреляцияләнү өчен алга таба эксперименталь һәм теоретик эшне таләп итеп, киеренкелекне күрсәтүче конкав формаларын күрсәттеләр.
Рәсем 1 XRD һәм AFM (20 × 20 μ m2 сканерлау) йомгак ясый, төрле юнәлешле Si субстратларында үскән 3C-SC катламнары нәтиҗәләре.
Атом көче микроскопиясе (AFM) рәсемнәр (2 нче рәсем) расланган оптик күзәтүләр. Тамыр-урта квадрат (RMS) кыйммәтләре (100) 2 ° off һәм (995) субстратларда иң йомшак өслекләрне расладылар, 400-800 нм каптал үлчәмнәре булган ашлыкка охшаган структуралар. (110) үскән катлам иң кырыс булган, озын һәм / яки вакыт-вакыт кискен чикләр белән параллель үзенчәлекләр башка юнәлешләрдә барлыкка килгән ((331), (510)). Рентген дифракция (XRD) θ-2θ сканерлар (1 таблицада кыскача әйтелгән) түбән Миллер-индекс субстратлары өчен уңышлы гетероепитаксны ачыкладылар, SiC (110), катнаш 3C-SiC (111) һәм (110) поликристалллыгын күрсәтүче иң югары очларны күрсәттеләр. Бу ориентация кушылуы Si (110) өчен хәбәр ителгән иде, ләкин кайбер тикшеренүләр эксклюзив (111) юнәлешле 3C-SiC күзәттеләр, үсеш шартларын оптимизацияләү бик мөһим. Миллер күрсәткечләре ≥5 ((510), (553), (995)), стандарт θ-2θ конфигурациясендә XRD чокырлары табылмады, чөнки бу югары индекслы самолетлар бу геометриядә таралмый. Түбән индекслы 3C-SiC чокырларының булмавы (мәсәлән, (111), (200)) бер кристалл үсешен күрсәтә, түбән индекслы самолетлардан дифракцияне ачыклау өчен үрнәк иелүне таләп итә.
2 нче рәсемдә CFC кристалл структурасы эчендә яссылык почмагын исәпләү күрсәтелгән.
Indexгары индекслы һәм түбән индекслы самолетлар арасында исәпләнгән кристаллографик почмаклар (2 таблица) зур бозыклыкларны күрсәттеләр (> 10 °), стандарт θ-2θ сканерларда булмауларын аңлаттылар. Шуңа күрә полюс фигурасы анализы (995) юнәлешле үрнәк буенча гадәти булмаган гранул морфология (потенциаль багана үсешеннән яки игезәклектән) һәм түбән тупаслык аркасында үткәрелде. Si субстратыннан һәм 3C-SiC катламыннан (111) полюс фигуралары бер-берсенә охшаган, эпитаксиаль үсешне раслый. Centralзәк нокта теоретик (111) - (995) почмакка туры килгән χ≈15 ° ка күренде. Өч симметрия-эквивалент нокта көтелгән позицияләрдә пәйда булды (χ = 56.2 ° / φ = 269,4 °, χ = 79 ° / φ = 146,7 ° һәм 33,6 °), ләкин χ = 62 ° / φ = 93,3 ° тәэсир ителмәгән зәгыйфь урын өстәмә тикшерүне таләп итә. Cry-сканерларда киңлек аша бәяләнгән кристалл сыйфаты өметле булып күренә, гәрчә кәкре үлчәмнәр санлаштыру өчен кирәк булса да. (510) һәм (553) үрнәкләр өчен полюс фигуралары эпитаксиаль табигатен раслау өчен тәмамланырга тиеш.
3 нче рәсемдә Si субстратының (a) һәм 3C-SiC катламы (b) күрсәтелгән (995) юнәлешле үрнәктә язылган XRD иң югары схемасы күрсәтелгән.
4. Йомгаклау
Гетероепитаксиаль 3C-SiC үсеше күпчелек Si юнәлешендә уңышка иреште (110), поликристалл материал биргән. Si (100) 2 ° off һәм (995) субстратлар иң йомшак катламнар (RMS <1 nm) җитештерделәр, ә (111), (211), һәм (553) зур баш ия (30-60 μm). Indexгары индекс субстратлары алдынгы XRD характеристикасын таләп итәләр (мәсәлән, полюс фигуралары) θ-2θ иң югары булмаганлыктан эпитаксияне раслау өчен. Даими эш үз эченә селкенү сызыгы үлчәүләрен, Раман стресс анализын һәм бу эзләнү эшләрен тәмамлау өчен өстәмә югары индекс юнәлешләренә киңәюне кертә.
Вертикаль интеграль җитештерүче буларак, XKH профессиональ көйләнгән эшкәртү хезмәтләрен кремний карбид субстратларының комплекслы портфолио белән тәэмин итә, стандарт һәм махсус төрләр тәкъдим итә, шул исәптән 4H / 6H-N, 4H-Semi, 4H / 6H-P, 3C-SiC, диаметры 2 дюймнан 12 дюймга кадәр. Кристалл үсешендә, төгәл эшкәртүдә, сыйфатны тәэмин итүдә безнең ахыргы тәҗрибәбез электр электроникасы, RF һәм барлыкка килүче кушымталар өчен махсус чишелешләрне тәэмин итә.
Пост вакыты: Авг-08-2025