1. Folasaga
E ui lava i le tele o tausaga o suʻesuʻega, o le heteroepitaxial 3C-SiC o loʻo tupu i luga o mea faʻapipiʻi silicon e leʻi ausia lava le tulaga lelei tioata mo faʻaoga eletise faʻapisinisi. O le tuputupu aʻe e masani ona faʻatinoina i luga ole Si(100) poʻo le Si(111) substrates, o loʻo faʻaalia uma luʻitau: vaega e tetee i le vaega mo le (100) ma le taʻe mo le (111). E ui o ata [111]-faʻaalia ata e faʻaalia ai uiga faʻamaonia e pei o le faʻaitiitia o le faʻaletonu o le tino, faʻaleleia atili o le morphology, ma le faʻaitiitia o le atuatuvale, o isi faʻataʻitaʻiga e pei o le (110) ma le (211) o loʻo tumau pea le aʻoaʻoina. O fa'amaumauga o lo'o iai e fa'ailoa mai ai o tulaga sili ona lelei o le tuputupu a'e atonu e fa'atatau i le fa'atonuga, fa'afaigata su'esu'ega fa'atulagaina. E le gata i lea, o le faʻaogaina o mea maualuga-Miller-index Si substrates (eg, (311), (510)) mo le 3C-SiC heteroepitaxy e leʻi lipotia lava, ma tuʻu ai se avanoa taua mo suʻesuʻega suʻesuʻe i luga o faʻalapotopotoga faʻalagolago i le tuputupu aʻe.
2. Fa'ata'ita'iga
O le 3C-SiC layers na teuina e ala ile atmospheric-pressure chemical vapor deposition (CVD) faʻaaoga SiH4/C3H8/H2 kasa muamua. O mea'ai e 1 cm² Si wafers ma fa'asologa eseese: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), ma le (995). O mea'ai uma sa i luga ole laiga se'i vagana ai le (100), lea na fa'ata'ita'i fa'aopoopoina ai le 2° o fasi mea'ai. O le fa'amamāina a'o le'i tuputupu a'e e aofia ai le fa'amama ultrasonic i le methanol. O le faʻasologa o le tuputupu aʻe e aofia ai le aveeseina o le oxide masani e ala i le H2 annealing i le 1000 ° C, sosoo ai ma se tulaga masani e lua-laasaga: carburization mo le 10 minute i le 1165 ° C ma le 12 sccm C3H8, ona epitaxy mo le 60 minute i le 1350 ° C (C / Si ratio = 4) faʻaaoga le SiscH4 ma le C8 sc 1.5 sc. O fa'aolaola ta'itasi ta'itasi e aofia ai le fa i le lima fa'asinomaga Si eseese, fa'atasi ai ma le tasi (100) fa'ailoga wafer.
3. I'uga ma Talanoaga
O le morphology o le 3C-SiC layers ua ola i luga ole Si substrates eseese (Fig. 1) na faʻaalia ai foliga maʻoti ma le gaʻo. I le va'aia, o fa'ata'ita'iga na tutupu i luga ole Si(100), (211), (311), (553), ma le (995) na foliga mai e pei o fa'ata, a'o isi e amata mai i le susu ((331), (510)) i le lemu ((110), (111)). O pito sili ona lamolemole (fa'aalia le fa'ameamea sili ona lelei) na maua i luga o le (100)2° ese ma le (995) mea'ai. O le mea e mata'ina ai, sa tumau pea le ta'e o laulau uma ina ua mālūlū, e aofia ai ma le 3C-SiC(111) e masani ona fa'apopoleina. O le fa'atapula'aina o le fa'ata'ita'iga lapo'a atonu na taofia ai le ta'e, e ui lava o nisi fa'ata'ita'iga na fa'aalia le punou (30-60 μm fa'afefe mai le ogatotonu i le pito) e mafai ona iloa i lalo ole microscopy i le 1000 × fa'ateleina ona o le fa'aputuina o le vevela. Fa'ato'aga maualuga fa'apupuu fa'atupu i luga ole Si(111), (211), ma le (553) fa'ailoga o lo'o fa'aalia foliga pupuni e fa'ailoa mai ai le fa'alavelave, e mana'omia ai nisi galuega fa'ata'ita'i ma fa'ata'ita'iga e fa'afetaui ma le fa'ata'ita'iga tioata.
O le ata 1 o loʻo aoteleina ai le XRD ma le AFM (suʻesuʻeina i le 20 × 20 μm2) taunuʻuga o le 3C-SC layers o loʻo faʻatupuina i luga o Si substrates ma faʻasologa eseese.
Atomic force microscopy (AFM) ata (Fig. 2) faʻamaonia faʻamatalaga mataʻutia. Root-mean-square (RMS) tau faʻamaonia le sili ona lamolemole luga ole (100) 2° ese ma le (995) substrates, faʻaalia fausaga e pei o saito ma 400-800 nm itu lautele. O le (110)-tuputupu'a papa sa sili ona talatala, a'o foliga faaumiumi ma/poo foliga tutusa ma ni tuaoi maai i nisi taimi na aliali mai i isi tulaga ((331), (510)). X-ray diffraction (XRD) θ-2θ faʻataʻitaʻiga (faʻapotopotoina i le Laulau 1) faʻaalia le heteroepitaxy manuia mo lalo-Miller-index substrates, sei vagana ai Si (110) lea na faʻaalia ai 3C-SiC (111) ma (110) pito i luga e faʻaalia ai polycrystallinity. O lenei faʻafefiloi faʻasalalauga na lipotia muamua mo Si (110), e ui o nisi suʻesuʻega na matauina faʻapitoa (111)-oriented 3C-SiC, faʻapea mai e taua tele le faʻaleleia o tulaga. Mo fa'ailoga Miller ≥5 ((510), (553), (995)), e leai ni pito XRD na maua i le fa'atulagaina o le θ-2θ talu ai o nei va'alele maualuga-fa'asinomaga e le o fa'aseseina i lenei geometry. O le leai o ni pito maualalo 3C-SiC (eg, (111), (200)) o loʻo taʻu mai ai le tuputupu aʻe o le tioata tasi, e manaʻomia ai le faʻataʻitaʻiina o faʻataʻitaʻiga e iloa ai le eseesega mai vaalele maualalo.
O le ata 2 o loʻo faʻaalia ai le faʻatusatusaina o le vaalele i totonu ole fausaga tioata CFC.
O faʻailoga tioata faʻatusatusa i le va o vaʻavaʻa maualuga ma vaʻaia maualalo (Table 2) na faʻaalia ai le tele o faʻasalalauga (> 10 °), faʻamatalaina lo latou toesea i faʻataʻitaʻiga masani θ-2θ. O le mea lea na faia ai su'esu'ega o pou i luga o le (995) fa'ata'ita'iga fa'atatau ona o lona fa'avasegaga fa'apitoa e le masani ai (atonu mai le tuputupu a'e o le koluma po'o le masaga) ma le maualalo o le talatala. Ole (111) faʻatusa (Fig. 3) mai le Si substrate ma le 3C-SiC layer na toetoe lava a tutusa, faʻamaonia le tuputupu aʻe o le epitaxial e aunoa ma le masaga. O le nofoaga tutotonu na faʻaalia i le χ≈15 °, e fetaui ma le faʻataʻitaʻiga (111) - (995) tulimanu. E tolu ni fa'atusa fa'atusa na fa'aalia i tulaga fa'amoemoeina (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° ma le 33.6°), e ui o se vāega vaivai e le'i fuafuaina ile χ=62°/φ=93.3° e mana'omia ai nisi su'esu'ega. O le tulaga lelei tioata, su'esu'eina e ala i le lautele o mata i φ-scans, e foliga mai e manuia, e ui ina mana'omia fua fa'aluelue mo le fa'atusatusaina. O fuainumera pou mo le (510) ma le (553) faʻataʻitaʻiga o loʻo tumau pea e faʻamaeʻaina e faʻamaonia ai o latou uiga epitaxial.
Ata 3 o loʻo faʻaalia ai le XRD peak diagram o loʻo faʻamauina i luga o le (995) faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, o loʻo faʻaalia ai (111) vaalele o le Si substrate (a) ma le 3C-SiC layer (b).
4. Faaiuga
Heteroepitaxial 3C-SiC tuputupu aʻe manuia i le tele Si orientations vagana ai (110), lea na maua mai polycrystalline mea. Si(100)2° off ma (995) substrates na maua ai le lamolemole layers (RMS <1 nm), ae (111), (211), ma le (553) fa'aalia le punou (30-60 μm). E mana'omia e fa'ailoga maualuga le fa'ailoga XRD (fa'ata'ita'iga, fa'atusa pou) e fa'amaonia ai le epitaxy ona o le leai o ni tumutumu θ-2θ. O galuega fa'aauau e aofia ai le fuaina o le pi'o, su'esu'ega fa'amamafa o Raman, ma le fa'alauteleina i fa'asalalauga fa'aopoopo maualuga e fa'amae'a ai lenei su'esu'ega su'esu'e.
I le avea ai o se gaosiga tuʻufaʻatasia tuʻufaʻatasia, XKH e tuʻuina atu auaunaga faʻapitoa faʻapitoa faʻapitoa faʻatasi ma se faʻapipiʻi atoatoa o mea faʻapipiʻi carbide silicon, e ofoina atu tulaga faʻapitoa ma faʻapitoa e aofia ai 4H / 6H-N, 4H-Semi, 4H / 6H-P, ma 3C-SiC, avanoa i diameters mai le 2-inisi i le 12-inisi. O lo matou poto fa'ai'u i le fa'atupuina tioata, fa'amama sa'o lelei, ma le fa'amautinoaga lelei e fa'amautinoa ai fofo fa'apitoa mo le eletise eletise, RF, ma fa'aoga fou.
Taimi meli: Au-08-2025