硅上单晶碳化硅薄膜的生长和结构研究

传统生长碳化硅薄膜的方法，具有生长温度高（通常大于1000度），系统复杂，操作难度大等特点。本文通过分析研究碳化硅的生长机制和生长方法，提出了一种低温生长碳化硅单晶薄膜的新方法，即热丝辅助化学气相淀积法，通过预碳化处理，大大降低了生长温度及材料内部的热应力和工艺难度。以甲烷、硅烷作为主要反应气源，通过选择合理的气体流量及流量比，于600-750度范围内成功地在硅衬底外延了立方结构的碳化硅薄膜，即β-SiC，X光衍射技术、激光Raman光谱等表征表明外延薄膜是单晶SiC，XPS测试分析证明外延层是符合1：1化学配比的SiC，室温下外延层可稳定地发射可见光，为外延生长GaN及硅碳镓氮四元合金奠定了基础。