晶態(tài)、非晶態(tài)SiC薄膜的制備.pdf

1、碳化硅(SiC)是一種寬帶隙半導體材料，具有熱導率高、電子遷移率高、擊穿電壓高等優(yōu)良特性，是制造高溫、高頻、大功率器件及光電集成器件的優(yōu)選材料，成為國際上微電子和光電子領域的研究熱點。人們對單晶碳化硅薄膜已做了深入的研究，而非晶態(tài)碳化硅薄膜的研究則相對較少，尤其是采用磁控濺射法制備非晶碳化硅薄膜。 本文應用射頻磁控濺射儀，以石墨和硅為靶材，制備了碳化硅薄膜，在氬氣氛下進行退火處理使薄膜晶化。利用X 射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡

2、(SEM)及原子力顯微鏡(AFM)對樣品進行了物相組成、形貌和結構分析，研究了C 濺射功率PC 與Si 濺射功率PSi 之比（Pc/PSi）、襯底溫度、工作壓強和退火溫度等工藝參數(shù)對SiC 薄膜特性的影響。結果表明，Pc/PSi 對SiC 薄膜特性有明顯影響，當襯底溫度在25～500℃條件下，在1.5～3 濺射功率比范圍內(nèi)，不同功率比條件下制備的樣品經(jīng)退火可得到不同晶型的SiC 薄膜。改變?yōu)R射功率比可使樣品中各種晶型的SiC 含量發(fā)生變

3、化，且隨著Pc/PSi 功率比增大，制備的薄膜中晶態(tài)SiC的百分含量先增多后減少。制備的薄膜特性對襯底溫度敏感，在25～500℃范圍內(nèi)，升高襯底溫度可以降低薄膜中的缺陷密度，使薄膜的表面光潔度較高，且更均勻致密。工作壓強也是影響薄膜特性的重要因素，在1.5～3 Pa 范圍內(nèi)，增大工作壓強有利于SiC 薄膜退火之后結晶，得到單一晶型的SiC 薄膜，同時使薄膜表面粗糙度減小。制備的SiC 薄膜特性還強烈依賴于退火溫度，在850～1150℃溫