1. ບົດແນະນຳ
ເຖິງວ່າຈະມີການຄົ້ນຄວ້າຫຼາຍທົດສະວັດ, heteroepitaxial 3C-SiC ທີ່ປູກຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນຊິລິຄອນຍັງບໍ່ທັນໄດ້ບັນລຸຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນພຽງພໍສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເອເລັກໂຕຣນິກອຸດສາຫະກໍາ. ການຂະຫຍາຍຕົວໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ໃນຊັ້ນຍ່ອຍ Si(100) ຫຼື Si(111), ແຕ່ລະອັນທີ່ທ້າທາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: ໂດເມນຕ້ານໄລຍະສໍາລັບ (100) ແລະ cracking ສໍາລັບ (111). ໃນຂະນະທີ່ຮູບເງົາແບບຮັດກຸມ [111] ສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະທີ່ໂດດເດັ່ນເຊັ່ນ: ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ຫຼຸດລົງ, ການປັບປຸງສະນິດຂອງພື້ນຜິວ, ແລະຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ, ທິດທາງທາງເລືອກເຊັ່ນ (110) ແລະ (211) ຍັງຄົງມີການສຶກສາຫນ້ອຍລົງ. ຂໍ້ມູນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວແນະນໍາວ່າເງື່ອນໄຂການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ດີທີ່ສຸດອາດຈະເປັນການກໍານົດທິດທາງສະເພາະ, ສັບສົນການສືບສວນລະບົບ. ໂດຍສະເພາະແມ່ນການນໍາໃຊ້ substrates ສູງກວ່າ Miller-index Si (ຕົວຢ່າງ: (311), (510)) ສໍາລັບ heteroepitaxy 3C-SiC ບໍ່ເຄີຍຖືກລາຍງານ, ຊຶ່ງເຮັດໃຫ້ຫ້ອງທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າສໍາຫຼວດກ່ຽວກັບກົນໄກການຂະຫຍາຍຕົວຕາມທິດທາງ.
2. ທົດລອງ
ຊັ້ນ 3C-SiC ໄດ້ຖືກຝາກໄວ້ໂດຍຜ່ານການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີຂອງຄວາມກົດດັນບັນຍາກາດ (CVD) ໂດຍໃຊ້ທາດອາຍພິດຂອງທາດ SiH4 / C3H8 / H2. ແຜ່ນຍ່ອຍແມ່ນ 1 cm² Si wafers ທີ່ມີທິດທາງຕ່າງໆ: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), (995). ແຜ່ນຍ່ອຍທັງໝົດຢູ່ໃນແກນຍົກເວັ້ນ (100), ບ່ອນທີ່ 2° off-cut wafers ໄດ້ຮັບການທົດສອບເພີ່ມເຕີມ. ການທໍາຄວາມສະອາດກ່ອນການຂະຫຍາຍຕົວມີສ່ວນຮ່ວມ degreasing ultrasonic ໃນ methanol. ອະນຸສັນຍາການຈະເລີນເຕີບໂຕປະກອບດ້ວຍການກໍາຈັດອອກຊິເຈນພື້ນເມືອງໂດຍຜ່ານ H2 annealing ຢູ່ທີ່ 1000 ° C, ປະຕິບັດຕາມໂດຍຂະບວນການສອງຂັ້ນຕອນມາດຕະຖານ: carburization ສໍາລັບ 10 ນາທີທີ່ 1165 ° C ກັບ 12 sccm C3H8, ຫຼັງຈາກນັ້ນ epitaxy ສໍາລັບ 60 ນາທີທີ່ 1350 ° C (C / Si ratio = 4) ການນໍາໃຊ້ 1 ຊັງຕີແມັດ C3H8 ແລະ sc. ແຕ່ລະໄລຍະການຂະຫຍາຍຕົວປະກອບມີສີ່ຫາຫ້າທິດທາງ Si ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມີຢ່າງຫນ້ອຍຫນຶ່ງ (100) wafer ອ້າງອີງ.
3. ຜົນໄດ້ຮັບແລະການສົນທະນາ
ຮູບຊົງຂອງຊັ້ນ 3C-SiC ທີ່ປູກຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ Si ຕ່າງໆ (ຮູບ 1) ສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະພື້ນຜິວທີ່ແຕກຕ່າງ ແລະຄວາມຫຍາບ. ໃນສາຍຕາ, ຕົວຢ່າງທີ່ປູກຢູ່ໃນ Si(100), (211), (311), (553), (553), ແລະ (995) ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກະຈົກ, ໃນຂະນະທີ່ຕົວຢ່າງອື່ນໆມີຕັ້ງແຕ່ນໍ້ານົມ ((331), (510)) ຫາຈືດໆ ((110), (111)). ພື້ນຜິວທີ່ລຽບທີ່ສຸດ (ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ດີທີ່ສຸດ) ແມ່ນໄດ້ຮັບໃນ (100) 2° ແລະ (995) ຊັ້ນຍ່ອຍ. ເປັນທີ່ໜ້າສັງເກດ, ທຸກຊັ້ນຍັງບໍ່ມີຮອຍແຕກຫຼັງຈາກຄວາມເຢັນ, ລວມທັງ 3C-SiC(111). ຂະຫນາດຕົວຢ່າງທີ່ຈໍາກັດອາດຈະປ້ອງກັນການແຕກ, ເຖິງແມ່ນວ່າບາງຕົວຢ່າງສະແດງໃຫ້ເຫັນການກົ້ມຫົວ (30-60 μm deflection ຈາກກາງຫາຂອບ) ສາມາດກວດພົບໄດ້ພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດ optical ທີ່ 1000 × magnification ເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນສະສົມ. ຊັ້ນ bowed ສູງທີ່ປູກຢູ່ໃນ substrates Si (111), (211), ແລະ (553) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບຮ່າງ concave ຊີ້ໃຫ້ເຫັນຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງ tensile, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເຮັດວຽກທົດລອງແລະທິດສະດີເພີ່ມເຕີມເພື່ອ correlated ກັບທິດທາງ crystallographic.
ຮູບທີ 1 ສະຫຼຸບຜົນຂອງ XRD ແລະ AFM (ການສະແກນທີ່ 20 × 20 μ m2) ຂອງຊັ້ນ 3C-SC ທີ່ປູກຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ Si ທີ່ມີທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ກ້ອງຈຸລະທັດຜົນບັງຄັບໃຊ້ປະລໍາມະນູ (AFM) ຮູບພາບ (ຮູບ 2) ຢືນຢັນການສັງເກດການ optical. ຄ່າ Root-mean-square (RMS) ໄດ້ຢືນຢັນພື້ນຜິວທີ່ລຽບທີ່ສຸດຢູ່ (100)2° off ແລະ (995) substrates, ມີໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືເມັດພືດທີ່ມີຂະໜາດດ້ານຂ້າງ 400-800 nm. ຊັ້ນ (110)- ຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນ roughest, ໃນຂະນະທີ່ elongated ແລະ / ຫຼືລັກສະນະຂະຫນານທີ່ມີຂອບເຂດແຫຼມເປັນບາງຄັ້ງຄາວປະກົດຢູ່ໃນທິດທາງອື່ນໆ ((331), (510)). X-ray diffraction (XRD) θ-2θ scans (ສະຫຼຸບໃນຕາຕະລາງ 1) ເປີດເຜີຍ heteroepitaxy ສົບຜົນສໍາເລັດສໍາລັບຊັ້ນລຸ່ມ Miller-index, ຍົກເວັ້ນ Si(110) ທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສົມ 3C-SiC (111) ແລະ (110) ສູງສຸດທີ່ຊີ້ໃຫ້ເຫັນ polycrystallinity. ການປະສົມການປະຖົມນິເທດນີ້ໄດ້ຖືກລາຍງານມາກ່ອນຫນ້ານີ້ສໍາລັບ Si(110), ເຖິງແມ່ນວ່າບາງການສຶກສາໄດ້ສັງເກດເຫັນສະເພາະ (111)-oriented 3C-SiC, ແນະນໍາການເພີ່ມປະສິດທິພາບເງື່ອນໄຂການເຕີບໂຕແມ່ນສໍາຄັນ. ສໍາລັບຕົວຊີ້ວັດ Miller ≥5 ((510), (553), (995)), ບໍ່ມີຈຸດສູງສຸດ XRD ໄດ້ຖືກກວດພົບໃນການຕັ້ງຄ່າ θ-2θ ມາດຕະຖານເນື່ອງຈາກແຜນການທີ່ມີດັດຊະນີສູງເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ລົບກວນໃນເລຂາຄະນິດນີ້. ການຂາດດັດຊະນີຕ່ໍາ 3C-SiC ສູງສຸດ (e.g., (111), (200)) ຊີ້ໃຫ້ເຫັນການເຕີບໂຕຂອງ crystalline ດຽວ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການ tilting ຕົວຢ່າງເພື່ອກວດພົບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຍົນດັດຊະນີຕ່ໍາ.
ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຄິດໄລ່ມຸມຂອງຍົນພາຍໃນໂຄງສ້າງຜລຶກ CFC.
ການຄິດໄລ່ມຸມໄປເຊຍກັນລະຫວ່າງຍົນດັດຊະນີສູງແລະດັດຊະນີຕ່ໍາ (ຕາຕະລາງ 2) ສະແດງໃຫ້ເຫັນ misorientations ຂະຫນາດໃຫຍ່ (> 10 °), ອະທິບາຍການຂາດຂອງເຂົາເຈົ້າຢູ່ໃນມາດຕະຖານ θ-2θ scans. ດັ່ງນັ້ນການວິເຄາະຮູບເສົາໄດ້ຖືກດໍາເນີນຢູ່ໃນຕົວຢ່າງ (995) ຮັດກຸມເນື່ອງຈາກການຜິດປົກກະຕິທາງດ້ານສະນິດຂອງເມັດຂອງມັນ (ອາດມາຈາກການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຖັນຫຼືຄູ່ແຝດ) ແລະຄວາມຫຍາບຕ່ໍາ. ຕົວເລກຂອງເສົາ (111) (ຮູບ 3) ຈາກຊັ້ນຍ່ອຍ Si ແລະຊັ້ນ 3C-SiC ແມ່ນເກືອບຄືກັນ, ຢືນຢັນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ໂດຍບໍ່ມີຄູ່ແຝດ. ຈຸດກາງປະກົດຢູ່ χ≈15°, ກົງກັບມຸມທາງທິດສະດີ (111)-(995). ສາມຈຸດທີ່ສົມມາດສົມມາໄດ້ປະກົດຢູ່ໃນຕໍາແໜ່ງທີ່ຄາດໄວ້ (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° ແລະ 33.6°), ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸດອ່ອນທີ່ບໍ່ໄດ້ຄາດເດົາຢູ່ທີ່ χ=62°/φ=93.3° ຕ້ອງການການສືບສວນຕື່ມອີກ. ຄຸນນະພາບຂອງ crystalline, ປະເມີນໂດຍຜ່ານຄວາມກວ້າງຂອງຈຸດໃນ φ-scans, ປະກົດວ່າດີ, ເຖິງແມ່ນວ່າການວັດແທກເສັ້ນໂຄ້ງ rocking ແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການປະລິມານ. ຕົວເລກ Pole ສໍາລັບ (510) ແລະ (553) ຕົວຢ່າງຍັງຄົງໄດ້ຮັບການສໍາເລັດເພື່ອຢືນຢັນລັກສະນະ epitaxial ຄາດຂອງເຂົາເຈົ້າ.
ຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນຜັງສູງສຸດຂອງ XRD ທີ່ບັນທຶກໄວ້ໃນຕົວຢ່າງ (995) ຮັດກຸມ, ເຊິ່ງສະແດງແຜນຜັງ (111) ຂອງຊັ້ນຍ່ອຍ Si (a) ແລະຊັ້ນ 3C-SiC (b).
4. ບົດສະຫຼຸບ
ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Heteroepitaxial 3C-SiC ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນທິດທາງ Si ສ່ວນໃຫຍ່ຍົກເວັ້ນ (110), ເຊິ່ງໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບວັດສະດຸ polycrystalline. Si(100) 2° off ແລະ (995) substrates ໄດ້ຜະລິດຊັ້ນທີ່ລຽບທີ່ສຸດ (RMS <1 nm), ໃນຂະນະທີ່ (111), (211), ແລະ (553) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການກົ້ມຕົວທີ່ສໍາຄັນ (30-60 μm). ຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີດັດຊະນີສູງຕ້ອງການລັກສະນະ XRD ແບບພິເສດ (ຕົວຢ່າງ, ຕົວເລກຂອງເສົາ) ເພື່ອຢືນຢັນ epitaxy ເນື່ອງຈາກຈຸດສູງສຸດ θ-2θ ທີ່ບໍ່ມີ. ວຽກງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງປະກອບມີການວັດແທກເສັ້ນໂຄ້ງ rocking, ການວິເຄາະຄວາມກົດດັນ Raman, ແລະການຂະຫຍາຍໄປສູ່ທິດທາງດັດຊະນີສູງເພີ່ມເຕີມເພື່ອໃຫ້ສໍາເລັດການສຶກສາການສໍາຫຼວດນີ້.
ໃນຖານະເປັນຜູ້ຜະລິດປະສົມປະສານຕາມແນວຕັ້ງ, XKH ໃຫ້ບໍລິການການປຸງແຕ່ງທີ່ກໍາຫນົດເອງແບບມືອາຊີບດ້ວຍອຸປະກອນຍ່ອຍຂອງ silicon carbide ທີ່ສົມບູນແບບ, ສະເຫນີປະເພດມາດຕະຖານແລະພິເສດລວມທັງ 4H / 6H-N, 4H-Semi, 4H / 6H-P, ແລະ 3C-SiC, ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈາກ 2-inch ເຖິງ 12-inch. ຄວາມຊໍານານໃນຂັ້ນສຸດທ້າຍຂອງພວກເຮົາໃນການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ, ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ, ແລະການຮັບປະກັນຄຸນນະພາບຮັບປະກັນການແກ້ໄຂທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການໄຟຟ້າ, RF, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ.
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-08-2025