SiC-Si薄膜的CVD制備研究.pdf

1、作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體，碳化硅(SiC)具有優(yōu)異的物理及化學(xué)性能，適合制造工作在高溫、高輻射惡劣環(huán)境下的電子器件。其一維、準(zhǔn)一維材料具有許多獨(dú)特的性能，并且在光電子、場(chǎng)發(fā)射器件和微機(jī)械等方面具有極大的應(yīng)用潛能，具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本論文采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備SiC薄膜。采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)以及原子力顯微鏡(AFM)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，對(duì)SiC薄膜的生長(zhǎng)條件和生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了初步

2、探索。
　　本論文首先采用傳統(tǒng)的“二步工藝”制備了3C-SiC薄膜。系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)對(duì)碳化層及SiC薄膜的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)碳化溫度、碳化時(shí)間、反應(yīng)室氣壓以及基片取向是影響碳化層質(zhì)量的主要因素；碳化層質(zhì)量、C/Si值以及生長(zhǎng)溫度對(duì)3C-SiC薄膜的質(zhì)量有重要的影響。研究結(jié)果表明：平整、取向一致性好的碳化層、較高的生長(zhǎng)溫度、適當(dāng)?shù)腃/Si值以及較小的反應(yīng)氣體流量，均有利于SiC薄膜取向一致性的提高和表面粗糙度的減小。
　　為了

3、克服SiC與Si熱脹系數(shù)差異和晶格失配的影響，本論文對(duì)傳統(tǒng)的“二步工藝”進(jìn)行改進(jìn)，在完成Si表面的碳化處理后增加了熱弛豫和成核兩個(gè)工藝過(guò)程，在基片表面形成波紋狀結(jié)構(gòu)，然后在“波峰”處成核并進(jìn)行橫向生長(zhǎng)形成薄膜。在優(yōu)化條件下，制備的SiC薄膜表面均方根粗糙度減小到了21nm，ω掃描半高寬減小到了1.6°。
　　最后本論文嘗試了采用氣-液-固(VLS)工藝生長(zhǎng)SiC薄膜。與傳統(tǒng)的氣相生長(zhǎng)相比，VLS工藝在生長(zhǎng)過(guò)程中引入了液相，有利于生