Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Lớp mỏng 3C-SiC bằng phương pháp epitaxy Hot Filament CVD trên nền 6H và 3C-SiC
Tóm tắt
Lần đầu tiên, chúng tôi báo cáo sự phát triển của tinh thể đơn 3C-SiC chất lượng cao được chuyển tiếp trên nền silicon carbide lục giác bằng cách sử dụng Phương pháp Lắng đọng Hơi Hóa học Bằng Dây Nóng (HF-CVD) trên các wafer 4” hoàn chỉnh. Các phép đo tán xạ tia X cong cho kết quả chiều rộng toàn phần tại nửa cực đại (FWHM) thấp tới 88 giây cung cổ cho một lớp dày 40 µm. Chúng tôi đạt được chất lượng này thông qua một quy trình được tối ưu hóa cẩn thận, tận dụng các bậc tự do bổ sung mà các dây nóng tạo ra. Các dây này cho phép phá vỡ trước tiền tố và điều chỉnh gradient nhiệt theo phương thẳng đứng, tạo ra một trường nhiệt tốt hơn so với Lắng đọng Hơi Hóa học thông thường. Tốc độ phát triển lên tới 8 µm/h đã được đạt được với hóa học silane và propane chuẩn, và được tăng lên 20 µm/h với hóa học clorin. Việc sử dụng nền silicon carbide hứa hẹn lớp chất lượng vượt trội hơn so với nền silicon nhờ việc tương thích tốt hơn về tham số mạng và hệ số giãn nở nhiệt. Kính hiển vi điện tử quét độ phân giải cao, các phép đo tán xạ tia X, và vi-spectrosopy Raman cho phép chúng tôi đánh giá chất lượng tinh thể của vật liệu và so sánh với các lớp được phát triển trên các nền silicon giá rẻ. Các phép đo Hall cho thấy sự gia tăng tuyến tính của mật độ mang điện trong vật liệu theo lưu lượng khí nitơ như một chất dop.
Từ khóa
#3C-SiC #Hot Filament CVD #epitaxy #silicon carbide #chất lượng tinh thểTài liệu tham khảo
A. Severino, “3C-SiC epitaxial growth on large area silicon: Thin films,” Silicon Carbide Epitaxy, 2012: 145–191 ISBN: 978-81-308-0500-9 Chapter 7, Editor: Francesco La Via
Z. Wu et. al., “Epitaxial growth of SiC films at low temperature and its photoluminescence,“ IEEE proceedings Solid State and Integrated Circuit Technology (2006)
K. Yasui et. al., “Low-Temperature Heteroepitaxial Growth of SiC on (100) Si Using Hot-Mesh Chemical Vapor Deposition,” Japanese Journal of Applied Physics Vol. 44, No. 3 (2005), 1361–1364
H-Y. Mao et. al., “Hot-Wire chemical vapor deposition and characterization pf p-type nanocrystalline SiC films and their use in Si heterojunction solar cells,” Thin Solid Films 520 (2012), 2110–2114
Z. Zhang et al., “Epitaxial monocrystalline SiC films grown on Si by HFCVD at 780°C,” Materials Science and Engineering B75 (2000), 177–179
J. Robbins and M. Seman, “Production of bulk silicon carbide with hot-filament chemical vapor deposition,” United States Patent # 8,409,351, Issued April 2, 2013
S. Nakashima et. al., “Raman Investigation of SiC Polytypes,” phys. stat. sol. (a) 162 (1997), 39
H. Pedersen et. al., “Chloride-Based CVD Growth of Silicon Carbide for Electronic Applications” Chem. Rev., 2012, 112 (4), 2434–2453