1. හැඳින්වීම
දශක ගණනාවක පර්යේෂණ තිබියදීත්, සිලිකන් උපස්ථර මත වගා කරන ලද විෂම එපිටැක්සියල් 3C-SiC තවමත් කාර්මික ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදුම් සඳහා ප්‍රමාණවත් ස්ඵටික ගුණාත්මක භාවයක් ලබාගෙන නොමැත. වර්ධනය සාමාන්‍යයෙන් Si(100) හෝ Si(111) උපස්ථර මත සිදු කරනු ලබන අතර, ඒ සෑම එකක්ම වෙනස් අභියෝග ඉදිරිපත් කරයි: (100) සඳහා ප්‍රති-අදියර වසම් සහ (111) සඳහා ඉරිතැලීම්. [111]-නැඹුරු චිත්‍රපට අඩු දෝෂ ඝනත්වය, වැඩිදියුණු කළ මතුපිට රූප විද්‍යාව සහ අඩු ආතතිය වැනි පොරොන්දු වූ ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරන අතර, (110) සහ (211) වැනි විකල්ප දිශානති තවමත් අධ්‍යයනය කර නොමැත. පවතින දත්ත යෝජනා කරන්නේ ප්‍රශස්ත වර්ධන තත්වයන් දිශානතියට විශේෂිත විය හැකි බවත්, ක්‍රමානුකූල විමර්ශනය සංකීර්ණ කරන බවත්ය. විශේෂයෙන්, 3C-SiC විෂම එපිටැක්සි සඳහා ඉහළ-මිලර්-දර්ශක Si උපස්ථර (උදා: (311), (510)) භාවිතය කිසි විටෙකත් වාර්තා වී නොමැති අතර, දිශානතිය මත යැපෙන වර්ධන යාන්ත්‍රණ පිළිබඳ ගවේෂණාත්මක පර්යේෂණ සඳහා සැලකිය යුතු ඉඩක් ඉතිරි කරයි.
2. පර්යේෂණාත්මක
3C-SiC ස්ථර SiH4/C3H8/H2 පූර්වගාමී වායු භාවිතා කරමින් වායුගෝලීය පීඩන රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (CVD) හරහා තැන්පත් කරන ලදී. උපස්ථර 1 cm² Si වේෆර් වන අතර විවිධ දිශානතියන් ඇත: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), සහ (995). (100) හැර අනෙකුත් සියලුම උපස්ථර අක්ෂය මත පැවති අතර, එහිදී 2° කපා ඉවත් කරන ලද වේෆර් අතිරේකව පරීක්ෂා කරන ලදී. පූර්ව-වර්ධන පිරිසිදු කිරීම සඳහා මෙතනෝල් වල අතිධ්වනික ක්ෂය වීම ඇතුළත් විය. වර්ධන ප්‍රොටෝකෝලයට 1000°C දී H2 ඇනීලිං හරහා ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ් ඉවත් කිරීම ඇතුළත් වූ අතර, ඉන් පසුව සම්මත ද්වි-පියවර ක්‍රියාවලියක් සිදු කරන ලදී: 1165°C දී 12 sccm C3H8 සමඟ මිනිත්තු 10 ක් කාබනීකරණය කිරීම, පසුව 1350°C දී මිනිත්තු 60 ක් එපිටැක්සි කිරීම (C/Si අනුපාතය = 4) 1.5 sccm SiH4 සහ 2 sccm C3H8 භාවිතා කිරීම. සෑම වර්ධන ධාවනයකටම අවම වශයෙන් එක් (100) යොමු වේෆරයක් සහිත විවිධ Si දිශානති හතරක් හෝ පහක් ඇතුළත් විය.
3. ප්‍රතිඵල සහ සාකච්ඡාව
විවිධ Si උපස්ථර මත වගා කරන ලද 3C-SiC ස්ථර වල රූප විද්‍යාව (රූපය 1) සුවිශේෂී මතුපිට ලක්ෂණ සහ රළු බව පෙන්නුම් කළේය. දෘශ්‍යමය වශයෙන්, Si(100), (211), (311), (553) සහ (995) මත වගා කරන ලද සාම්පල දර්පණ මෙන් දිස් වූ අතර අනෙක් ඒවා කිරි ((331), (510)) සිට අඳුරු ((110), (111)) දක්වා පරාසයක පැවතුනි. (හොඳම ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය පෙන්වන) සුමටම මතුපිට (100)2° off සහ (995) උපස්ථර මත ලබා ගන්නා ලදී. කැපී පෙනෙන ලෙස, සිසිලනයෙන් පසු සියලුම ස්ථර ඉරිතැලීම් වලින් තොර වූ අතර, සාමාන්‍යයෙන් ආතතියට ගොදුරු වන 3C-SiC(111) ද ඇතුළුව. සීමිත සාම්පල ප්‍රමාණය ඉරිතැලීම් වළක්වා ඇති නමුත්, සමහර සාම්පල සමුච්චිත තාප ආතතිය හේතුවෙන් 1000× විශාලනයකදී දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂය යටතේ හඳුනාගත හැකි (මධ්‍යයේ සිට දාරය දක්වා 30-60 μm අපගමනය) පෙන්නුම් කළේය. Si(111), (211) සහ (553) උපස්ථර මත වගා කරන ලද ඉහළ නැමුණු ස්ථරවල ආතන්ය වික්‍රියාව පෙන්නුම් කරන අවතල හැඩයන් පෙන්නුම් කළ අතර, ස්ඵටික විද්‍යාත්මක දිශානතිය සමඟ සහසම්බන්ධ වීමට තවදුරටත් පර්යේෂණාත්මක සහ න්‍යායාත්මක කටයුතු අවශ්‍ය විය.
විවිධ දිශානතියන් සහිත Si උපස්ථර මත වගා කරන ලද 3C-SC ස්ථරවල XRD සහ AFM (20×20 μm2 දී ස්කෑන් කිරීම) ප්‍රතිඵල රූපය 1 සාරාංශ කරයි.
පරමාණුක බල අන්වීක්ෂ (AFM) රූප (රූපය 2) සනාථ කරන ලද දෘශ්‍ය නිරීක්ෂණ. මූල-මධ්‍ය-චතුරස්‍ර (RMS) අගයන් (100)2° off සහ (995) උපස්ථර මත සුමටම පෘෂ්ඨ තහවුරු කළ අතර, 400-800 nm පාර්ශ්වීය මානයන් සහිත ධාන්‍ය-සමාන ව්‍යුහයන් ඇතුළත් විය. (110)-වැඩුණු ස්ථරය රළුම වූ අතර, ඉඳහිට තියුණු මායිම් සහිත දිගටි සහ/හෝ සමාන්තර ලක්ෂණ අනෙකුත් දිශානතිවල ((331), (510) දක්නට ලැබුණි. X-කිරණ විවර්තනය (XRD) θ-2θ ස්කෑන් (වගුව 1 හි සාරාංශගත කර ඇත) අඩු-මිලර්-දර්ශක උපස්ථර සඳහා සාර්ථක විෂම එපිටැක්සි අනාවරණය කළේය, Si(110) හැර, මිශ්‍ර 3C-SiC(111) සහ (110) උච්චයන් බහු ස්ඵටිකතාව පෙන්නුම් කරයි. මෙම දිශානති මිශ්‍රණය Si(110) සඳහා කලින් වාර්තා කර ඇත, නමුත් සමහර අධ්‍යයනයන් සුවිශේෂී (111)-නැඹුරු 3C-SiC නිරීක්ෂණය කළද, වර්ධන තත්ත්ව ප්‍රශස්තිකරණය ඉතා වැදගත් බව යෝජනා කරයි. මිලර් දර්ශක ≥5 ((510), (553), (995)) සඳහා, මෙම ඉහළ-දර්ශක තල මෙම ජ්‍යාමිතිය තුළ විවර්තනය නොවන බැවින් සම්මත θ-2θ වින්‍යාසය තුළ XRD මුදුන් අනාවරණය නොවීය. අඩු-දර්ශක 3C-SiC මුදුන් නොමැති වීම (උදා: (111), (200)) තනි-ස්ඵටික වර්ධනයක් යෝජනා කරයි, අඩු-දර්ශක තලවලින් විවර්තනය හඳුනා ගැනීමට නියැදි ඇලවීම අවශ්‍ය වේ.
CFC ස්ඵටික ව්‍යුහය තුළ තල කෝණය ගණනය කිරීම රූපය 2 හි දැක්වේ.
ඉහළ-දර්ශක සහ අඩු-දර්ශක තල අතර ගණනය කරන ලද ස්ඵටික විද්‍යාත්මක කෝණ (වගුව 2) විශාල වැරදි දිශානති (>10°) පෙන්නුම් කළ අතර, සම්මත θ-2θ ස්කෑන් වලදී ඒවා නොමැති බව පැහැදිලි කළේය. එබැවින් (995)-නැඹුරු නියැදිය මත ධ්‍රැව රූප විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලද්දේ එහි අසාමාන්‍ය කැටිති රූප විද්‍යාව (තීරු වර්ධනයෙන් හෝ නිවුන් වීමෙන් විය හැකි) සහ අඩු රළුබව නිසාය. Si උපස්ථරයෙන් සහ 3C-SiC ස්ථරයෙන් (111) ධ්‍රැව රූප (රූපය 3) බොහෝ දුරට සමාන වූ අතර, නිවුන් වීමකින් තොරව එපිටැක්සියල් වර්ධනය තහවුරු කළේය. මධ්‍යම ස්ථානය χ≈15° හි දිස් වූ අතර, න්‍යායාත්මක (111)-(995) කෝණයට ගැලපේ. අපේක්ෂිත ස්ථානවල (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° සහ 33.6°) සමමිතික-සමාන ලප තුනක් දිස් විය, නමුත් χ=62°/φ=93.3° හි අනපේක්ෂිත දුර්වල ස්ථානයක් තවදුරටත් විමර්ශනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. φ-ස්කෑන් වල ස්ථාන පළල හරහා තක්සේරු කරන ලද ස්ඵටිකරූපී ගුණාත්මකභාවය, පොරොන්දු වන බව පෙනේ, නමුත් ප්‍රමාණනය සඳහා රොකිං වක්‍ර මිනුම් අවශ්‍ය වේ. (510) සහ (553) සාම්පල සඳහා ධ්‍රැව සංඛ්‍යා ඒවායේ අනුමාන එපිටැක්සියල් ස්වභාවය තහවුරු කිරීම සඳහා සම්පූර්ණ කිරීමට ඉතිරිව ඇත.
රූප සටහන 3 හි (995) දිශානුගත නියැදියේ සටහන් කර ඇති XRD උච්ච රූප සටහන පෙන්වන අතර, එය Si උපස්ථරයේ (a) සහ 3C-SiC ස්ථරයේ (b) (111) තල පෙන්වයි.
4. නිගමනය
බහු ස්ඵටිකරූපී ද්‍රව්‍ය ලබා දුන් (110) හැර අනෙකුත් බොහෝ Si දිශානතියන් මත හීටරෝපිටැක්සියල් 3C-SiC වර්ධනය සාර්ථක විය. Si(100)2° off සහ (995) උපස්ථර සුමටම ස්ථර (RMS <1 nm) නිපදවූ අතර (111), (211), සහ (553) සැලකිය යුතු නැමීමක් (30-60 μm) පෙන්නුම් කළේය. θ-2θ මුදුන් නොමැති වීම හේතුවෙන් එපිටැක්සි තහවුරු කිරීම සඳහා ඉහළ-දර්ශක උපස්ථරවලට උසස් XRD ලක්ෂණ (උදා: ධ්‍රැව රූප) අවශ්‍ය වේ. මෙම ගවේෂණාත්මක අධ්‍යයනය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා අඛණ්ඩ කාර්යයට රොකිං වක්‍ර මිනුම්, රාමන් ආතති විශ්ලේෂණය සහ අතිරේක ඉහළ-දර්ශක දිශානතියන් දක්වා ප්‍රසාරණය ඇතුළත් වේ.
සිරස් අතට ඒකාබද්ධ වූ නිෂ්පාදකයෙකු ලෙස, XKH, අඟල් 2 සිට අඟල් 12 දක්වා විෂ්කම්භයන්ගෙන් ලබා ගත හැකි 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, සහ 3C-SiC ඇතුළු සම්මත සහ විශේෂිත වර්ග පිරිනමන, සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරවල පුළුල් කළඹක් සමඟ වෘත්තීය අභිරුචිකරණය කළ සැකසුම් සේවා සපයයි. ස්ඵටික වර්ධනය, නිරවද්‍ය යන්ත්‍රෝපකරණ සහ තත්ත්ව සහතිකය පිළිබඳ අපගේ අන්තයේ සිට අන්තය දක්වා විශේෂඥතාව බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ, RF සහ නැගී එන යෙදුම් සඳහා ගැලපෙන විසඳුම් සහතික කරයි.
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-08-2025