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《西安理工大学》 2002年
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用LPCVD法在硅衬底上生长3C-Sic

陈雪萌  
【摘要】: 碳化硅是一种新型半导体材料,具有禁带宽、电子饱和迁移速度高、击穿电场强度高、热导率高等特点。本文的目的是制备以Si晶片为衬底的3C-SiC薄膜。由于3C-SiC与Si之间晶格失配系数高达20%,热膨胀系数也相差8%,本文采用“两步CVD法”,首先将硅衬底碳化,形成一个Si_(1-x)C_x(0<x<1)缓冲层,然后在缓冲层上生长3C-SiC薄膜。 主要工作包括: 首先,对LPCVD设备的加热系统、控温系统进行改造。将原先的热丝CVD(HFCVD)法加热改为独创的石墨-碘钨灯加热,把衬底温度从900℃提高到1200℃;将手动控温改为PID自动控稳,大大提高了控制精度,实验中温度偏差小于1℃(衬底温度1200℃时)。由于以上改进,实验条件得到了极大改善,工艺条件的重复性有了较大提高。 其次,改变碳化温度、衬底温度、气体流量与分压、以及后处理工艺等条件,在不同条件下制备了碳化硅薄膜。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微电镜(TEM)和透射电子衍射电镜(TED)对样品进行了测试,结果表明薄膜成分主要是3C-SiC多晶。分析表明,衬底温度、碳化时的含碳气体流量对薄膜品质有较大影响。衬底温度低,则晶粒较小;衬底温度高,则晶粒较大。碳化气体流量须适中,流量小,薄膜厚度不均;流量大,薄膜粗糙,有多种晶型的碳化硅生成;流量适中,则薄膜呈层状生长趋势,表面连续,均匀,平滑。 最后,对在单晶硅衬底上制备3C-SiC薄膜的机理进行初步分析,认为影响薄膜生长的主要工艺参数是碳化温度、衬底温度、升温速率、气体流量和降温过程。另外,对设备还提出了一些小的改进。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN304.05

【引证文献】
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1 袁赟;;一种氮化硅薄膜生长工艺的改进方法[J];企业技术开发;2011年11期
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1 简红彬;a-Si_(1-x)C_x:H薄膜的热壁LPCVD制备与结构特性研究[D];河北大学;2006年
【参考文献】
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【共引文献】
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8 李一志;;手性分子单晶结构解析中若干问题的探讨[A];中国晶体学会第四届全国会员代表大会暨学术会议学术论文摘要集[C];2008年
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9 赵晓华;单晶硅基LaB_6薄膜的磁控溅射制备工艺及生长机制[D];山东大学;2011年
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5 高良秋;溶胶—凝胶法制备NiCuZn铁氧体薄膜和粉体的研究[D];兰州大学;2010年
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10 王昊;高阻缓冲层与高迁移率GaN基HEMT材料生长研究[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
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2 安霞,庄惠照,杨利,薛成山,李怀祥;在(111)Si衬底上磁控溅射纳米SiC薄膜的退火效应[J];微纳电子技术;2002年05期
3 李效白;SiC和GaN电子材料和器件的几个科学问题[J];微纳电子技术;2004年11期
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9 郭磊,宁叔帆,于开坤,李红岩,赵丽华,刘斌,陈寿田;碳化硅非线性导电特性的研究进展[J];绝缘材料;2005年03期
10 张洪涛,许辉,徐重阳,邹雪城,王长安,赵伯芳,周雪梅;CVD淀积SiC薄膜SiH_4、CH_4的分解反应的计算机模拟研究[J];计算机与现代化;2000年03期
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