多晶硅膜晶料取向控制及SiC襯底上Si多層結(jié)構(gòu)的制備.pdf

1、為使SiC器件也能避免電磁干擾，拓展SiC材料在光電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光和近紅外光光控SiC器件具有重要意義。本文利用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)系統(tǒng)，在n型6H-SiC襯底上沉積多晶硅薄膜，采用白光干涉儀、XRD、SEM、TEM等現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)對(duì)不同工藝條件下制備的Si薄膜特性進(jìn)行表征。測(cè)試了Si薄膜的厚度并計(jì)算了薄膜的生長(zhǎng)速率，觀察了薄膜的結(jié)晶方向和內(nèi)部缺陷等。在SiC襯底上采用了p/n型交替摻雜的Si多層結(jié)構(gòu)，通過(guò)計(jì)算

2、機(jī)模擬對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。利用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)系統(tǒng)在n型6H-SiC襯底上制備了p/n型交替摻雜的多層結(jié)構(gòu)，研究了p層不同摻雜濃度對(duì)6H-SiC襯底上p/n型交替摻雜Si多層結(jié)構(gòu)光電特性的影響。得出了以下主要結(jié)論：
　　 1.采用LPCVD法在900℃的溫度下，分別在不同的反應(yīng)壓力及SiH4流量下在n型6H-SiC(0001)襯底的Si面沉積了多晶硅薄膜。
　　 2.利用白光干涉儀對(duì)不同生長(zhǎng)條件下在SiC

3、襯底上制備的Si薄膜進(jìn)行了厚度測(cè)試，研究了不同反應(yīng)壓力及SiH4流量對(duì)生長(zhǎng)速率的影響：隨著反應(yīng)壓力的增大，薄膜的生長(zhǎng)速率逐漸變大，二者近似成線性關(guān)系；隨著SiH4流量增加，薄膜的生長(zhǎng)速率先增加，后逐漸趨于放緩并保持穩(wěn)定。
　　 3.XRD測(cè)試表明，反應(yīng)壓力及SiH4流量的變化都會(huì)對(duì)SiC襯底上多晶硅薄膜的晶粒取向造成影響：隨著反應(yīng)壓力的增大，多晶硅薄膜的晶粒取向由Si<110>轉(zhuǎn)變?yōu)镾i<111>；隨著SiH4流量的增加，多晶硅

4、薄膜的晶粒取向由Si<111>轉(zhuǎn)變?yōu)镾i<110>。
　　 4.對(duì)Si/SiC界面的分子動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)在SiC-Si面上生長(zhǎng)Si薄膜時(shí)，很難通過(guò)工藝控制實(shí)現(xiàn)單一取向生長(zhǎng)，這主要可能與Si面極易形成再構(gòu)有關(guān)。
　　 5.提出了在SiC襯底上采用p/n型交替摻雜Si多層結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果表明，入射光功率為0.1W/cm2，p層和n層的厚度分別約為30nm、40nm，摻雜濃度分別約為1016cm-3、1015cm-3時(shí)，光電