1. Okwu Mmalite
N'agbanyeghị ọtụtụ iri afọ nke nnyocha, heteroepitaxial 3C-SiC nke a kụrụ na silicon substrates erutebeghị mma kristal zuru oke maka ngwa eletrọniki ụlọ ọrụ mmepụta ihe. A na-emekarị uto na Si(100) ma ọ bụ Si(111), nke ọ bụla na-eweta ihe ịma aka dị iche iche: ngalaba mgbochi-phase maka (100) na mgbawa maka (111). Ọ bụ ezie na ihe nkiri [111] na-egosipụta njirimara ndị na-ekwe nkwa dịka mbelata njupụta ntụpọ, mmụba ọdịdị elu, na obere nrụgide, ntụzịaka ndị ọzọ dị ka (110) na (211) ka na-amụghị nke ọma. Data dị ugbu a na-egosi na ọnọdụ uto kacha mma nwere ike ịbụ nke akọwapụtara n'ụzọ, na-eme ka nyocha usoro sie ike. Nke pụtara ìhè bụ na a kọbeghị akụkọ banyere ojiji nke substrates Si dị elu (dịka ọmụmaatụ, (311), (510)) maka heteroepitaxy 3C-SiC, na-ahapụ nnukwu ohere maka nyocha nyocha na usoro uto dabere na ntụzịaka.
2. Nnwale
E tinyere akwa 3C-SiC site na itinye vapor kemịkalụ nrụgide ikuku (CVD) site na iji gas ndị na-ebute ụzọ SiH4/C3H8/H2. Ihe ndị dị na ya bụ wafer Si cm² 1 nwere usoro dị iche iche: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), na (995). Ihe niile dị na ya bụ n'akụkụ ma e wezụga (100), ebe a nwalere wafers 2° a na-egbutu egbutu ọzọ. Nhicha tupu uto gụnyere iwepụ mmanụ ultrasonic na methanol. Usoro uto ahụ gụnyere mwepụ oxide site na H2 annealing na 1000°C, wee soro usoro nzọụkwụ abụọ: kaburization maka nkeji 10 na 1165°C yana 12 sccm C3H8, wee mee epitaxy maka nkeji 60 na 1350°C (C/Si ratio = 4) site na iji 1.5 sccm SiH4 na 2 sccm C3H8. Ọgbakọ uto ọ bụla nwere ntụzịaka Si anọ ruo ise dị iche iche, yana opekata mpe otu (100) ntụaka wafer.
3. Nsonaazụ na Mkparịta ụka
Ọdịdị nke oyi akwa 3C-SiC a kụrụ n'elu ihe dị iche iche nke Si (Foto 1) gosiri ọdịdị elu na ịdị nro dị iche iche. N'anya, ihe atụ ndị a kụrụ na Si(100), (211), (311), (553), na (995) yiri enyo, ebe ndị ọzọ dị site na mmiri ara ehi ((331), (510)) ruo na-adịghị mma ((110), (111)). E nwetara elu kachasị dị nro (nke na-egosi obere ihe owuwu kacha mma) na ihe mkpuchi (100)2° gbanyụrụ na (995). Ihe dị ịtụnanya bụ na oyi akwa niile nọgidere na-enweghị mgbawa mgbe ha jụrụ oyi, gụnyere 3C-SiC(111) nke na-enwekarị nrụgide. Nha ihe nlele pere mpe nwere ike igbochi mgbawa, ọ bụ ezie na ụfọdụ ihe atụ gosipụtara ịhuda (30-60 μm gbagọrọ agbagọ site na etiti ruo n'ọnụ) nke a na-achọpụta n'okpuru microscopy anya na mmụba 1000 × n'ihi nrụgide okpomọkụ a gbakọtara. Ibe ndị a kụrụ nke ọma n'elu Si(111), (211), na (553) nwere ọdịdị concave nke na-egosi nrụgide, nke chọrọ ọrụ nnwale na nke echiche ọzọ iji kwekọọ na ntụzi kristal.
Foto nke 1 na-achịkọta nsonaazụ XRD na AFM (na-enyocha na 20×20 μ m2) nke oyi akwa 3C-SC a kụrụ na Si substrates nwere ntụzịaka dị iche iche.
Foto ndị e ji ike atọm mee (AFM) (Foto 2) gosiri ihe ndị a hụrụ n'anya. Ụkpụrụ mgbọrọgwụ nke ọkara-square (RMS) kwadoro elu ndị kachasị dị nro na ihe ndị dị n'ime (100)2° gbapụrụ na (995), na-egosi ihe owuwu dị ka ọka nwere akụkụ mpụta 400-800 nm. Oyi akwa (110) toro bụ nke kacha sie ike, ebe atụmatụ ndị dị ogologo na/ma ọ bụ ndị yiri ya nwere ókèala dị nkọ mgbe ụfọdụ pụtara na ntụzịaka ndị ọzọ ((331), (510)). Nyocha X-ray diffraction (XRD) θ-2θ (achịkọtara na Tebụl 1) gosiri heteroepitaxy na-aga nke ọma maka ihe ndị dị n'okpuru Miller-index, belụsọ maka Si(110) nke gosipụtara elu 3C-SiC(111) na (110) agwakọtara na-egosi polycrystallinity. Akọọla na mbụ ngwakọta ntụzịaka a maka Si(110), ọ bụ ezie na ụfọdụ ọmụmụ hụrụ 3C-SiC pụrụ iche (111) nke dabere na ya, na-atụ aro na nhazi ọnọdụ uto dị oke mkpa. Maka Miller index ≥5 ((510), (553), (995)), achọpụtaghị elu XRD ọ bụla na nhazi θ-2θ ọkọlọtọ ebe ọ bụ na elu index ndị a dị elu anaghị agbanwe agbanwe na geometry a. Enweghị elu 3C-SiC dị ala (dịka ọmụmaatụ, (111), (200)) na-egosi uto otu kristal, nke chọrọ ntụgharị sample iji chọpụta diffraction site na ala index.
Foto nke 2 na-egosi ngụkọ nke akụkụ ụgbọelu dị n'ime nhazi kristal CFC.
Akụkụ kristal agbakọrọ agbakọ dị n'etiti oghere dị elu na nke dị ala (Tebụl 2) gosiri nnukwu ntụpọ (>10°), na-akọwa enweghị ha na nyocha θ-2θ ọkọlọtọ. Ya mere, e mere nyocha nke ihe atụ osisi na ihe nlele (995) dabere na ya n'ihi ọdịdị granular ya pụrụ iche (nwere ike ịbụ site na uto columnar ma ọ bụ twinning) na obere nrụgide. Ihe osise (111) nke osisi (Fig. 3) sitere na substrate Si na oyi akwa 3C-SiC fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu, na-akwado uto epitaxial na-enweghị twinning. Ebe etiti ahụ pụtara na χ≈15°, kwekọrọ na akụkụ echiche (111)-(995). Ebe atọ nhata nhata pụtara na ọnọdụ a tụrụ anya ya (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° na 33.6°), ọ bụ ezie na ebe adịghị ike a na-atụghị anya ya na χ=62°/φ=93.3° chọrọ nyocha ọzọ. Ogo kristal ahụ, nke a tụlere site na obosara ntụpọ na nyocha φ-scan, yiri ka ọ dị mma, mana achọrọ nha mgbagọ na-ama jijiji maka nha. A ka ga-emecha ọnụọgụgụ osisi maka ihe nlele (510) na (553) iji gosi na ha bụ epitaxial.
Foto nke 3 na-egosi eserese elu XRD e dekọrọ na ihe nlele (995), nke na-egosi oghere (111) nke substrate Si (a) na oyi akwa 3C-SiC (b).
4. Mmechi
Mmụba Heteroepitaxial 3C-SiC gara nke ọma na ọtụtụ ntụzịaka Si ma e wezụga (110), nke na-ewepụta ihe polycrystalline. Si(100)2° gbanyụrụ na (995) substrates mepụtara oyi akwa kachasị dị nro (RMS <1 nm), ebe (111), (211), na (553) gosiri nnukwu ịkpọrọ (30-60 μm). Substrates dị elu chọrọ njirimara XRD dị elu (dịka ọmụmaatụ, ọnụọgụ osisi) iji kwado epitaxy n'ihi oke θ-2θ na-adịghị. Ọrụ na-aga n'ihu gụnyere nha usoro mgbagharị, nyocha nrụgide Raman, na ịgbasa na ntụzịaka dị elu iji mezue ọmụmụ ihe a.
Dịka onye nrụpụta nke jikọtara ọnụ n'ụzọ kwụ ọtọ, XKH na-enye ọrụ nhazi ọkachamara ahaziri ahazi yana ngwugwu zuru oke nke ihe ndị e ji silicon carbide mee, na-enye ụdị ọkọlọtọ na nke pụrụ iche dịka 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, na 3C-SiC, dị na dayameta site na inch 2 ruo inch 12. Ahụmịhe anyị na-enweta n'ịbawanye kristal, nhazi nkenke, na nkwenye ịdị mma na-eme ka ngwọta ahaziri ahazi maka ngwa eletrọnịkị ike, RF, na ngwa ndị na-apụta.
Oge ozi: Ọgọst-08-2025