SiC單晶及其Si異質(zhì)外延的X射線衍射研究.pdf

1、碳化硅材料因其寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高載流子遷移率等特性被廣泛應(yīng)用，但它卻只對(duì)紫外光敏感，于是本課題組研究了Si/SiC異質(zhì)結(jié)構(gòu)以開(kāi)發(fā)SiC材料在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，而在實(shí)際制備過(guò)程中，有很多因素影響薄膜的結(jié)晶品質(zhì)和光學(xué)性能，因此有必要分析不同生長(zhǎng)條件下薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律；碳化硅晶體是開(kāi)發(fā)電子器件的重要材料之一，本實(shí)驗(yàn)室用PVT法生長(zhǎng)了SiC晶體，但采用高分辨X射線衍射法測(cè)試晶片時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同晶片的搖擺曲線線形有較大差異，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件分析

2、了其原因。
　　 X射線衍射(XRD)法因其樣品制備簡(jiǎn)單且不影響后期的其他測(cè)試等特點(diǎn)成為分析材料的重要手段，通過(guò)XRD法分析了不同生長(zhǎng)條件下制備的Si/SiC薄膜及SiC晶體的整體質(zhì)量，根據(jù)衍射峰的變化計(jì)算了薄膜內(nèi)部應(yīng)力及半高寬的變化規(guī)律，分析了SiC晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及測(cè)試條件對(duì)搖擺曲線的影響，并結(jié)合其他測(cè)試手段給出了薄膜及單晶樣品生長(zhǎng)的相對(duì)最佳條件。得出如下結(jié)論：
　　 1.生長(zhǎng)溫度為875℃～900℃時(shí)，Si薄膜生長(zhǎng)取向

3、明顯，平均晶粒尺寸約為150nm。
　　 2.Si薄膜晶粒中存在的應(yīng)力隨襯底的不同而不同；硼烷流量越小應(yīng)力越小；應(yīng)力隨薄膜厚度的增加而減小，當(dāng)厚度超過(guò)1um時(shí)應(yīng)力減小緩慢；衍射峰的半高寬隨薄膜厚度的增加而減小，當(dāng)厚度超過(guò)1um時(shí)幾乎不再變化。
　　 3.通過(guò)不同模型分析了Si/SiC的臨界厚度，說(shuō)明晶格失配是生長(zhǎng)出多晶硅薄膜的根本原因，進(jìn)一步探索高失配單晶薄膜的生長(zhǎng)方法與技術(shù)。
　　 4.通過(guò)對(duì)不同條件下SiC晶