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AlN/Si(111)衬底上4H-SiC的CVD外延生长研究

吴军  王荣华  韩平  梅琴  刘斌  谢自力  修向前  张荣  郑有炓  
【摘要】:利用CVD的方法在AlN/Si(111)衬底上成功实现了4H-SiC薄膜的异质外延生长,用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、喇曼散射(Raman scattering)对所得样品的结构特征、表面形貌等进行了表征测量。XRD测量结果显示得到的SiC薄膜具有单一的晶体取向;Raman散射谱线初步表明得到的SiC薄膜为4H型态。衬底温度过低,不利于Si、C原子选择合适的格点位置成键,外延薄膜晶体质量不高;衬底温度过高,H_2的刻蚀作用和表面原子的解吸附作用增强,不利于SiC的成核生长。C/Si比过小,薄膜表面会形成Si的小液滴;C/Si比过大,薄膜中会产生Si空位形式的微缺陷。因此,研究表明在AlN/Si(111)衬底上外延4H-SiC的最佳衬底温度为1 230~1 270℃,较为理想的C/Si比值为1.3。

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