1. Destpêk
Tevî dehsalan lêkolînê, 3C-SiC ya heteroepîtaksî ya li ser substratên silîkonê mezin bûye, hîn ji bo sepanên elektronîkî yên pîşesaziyê kalîteya krîstalê ya têr bi dest nexistiye. Mezinbûn bi gelemperî li ser substratên Si(100) an Si(111) tê kirin, ku her yek ji wan dijwarîyên cuda pêşkêş dike: domainên dij-qonaxê ji bo (100) û şikestin ji bo (111). Her çend fîlmên bi [111]-rêber taybetmendiyên sozdar nîşan didin wekî kêmbûna dendika kêmasiyan, morfolojiya rûyê çêtir, û stresa kêmtir, rêwerzên alternatîf ên wekî (110) û (211) hîn jî kêm hatine lêkolîn kirin. Daneyên heyî destnîşan dikin ku şert û mercên mezinbûna çêtirîn dikarin bi rêwerzên taybetî bin, ku lêkolîna sîstematîk tevlihev dike. Bi taybetî, karanîna substratên Si yên bi îndeksa Miller-a bilindtir (mînak, (311), (510)) ji bo heteroepîtaksiya 3C-SiC qet nehatiye ragihandin, ku ji bo lêkolîna lêgerînê li ser mekanîzmayên mezinbûna girêdayî rêwerzên girîng cîhek girîng hiştiye.
2. Ceribandinî
Qatên 3C-SiC bi rêya danîna buxara kîmyewî ya bi zexta atmosferê (CVD) bi karanîna gazên pêşeng ên SiH4/C3H8/H2 hatin danîn. Substrat waferên Si yên 1 cm² bûn bi arasteyên cûda: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), û (995). Hemî substrat li ser eksena bûn ji bilî (100), ku waferên qutkirî yên 2° jî hatin ceribandin. Paqijkirina berî mezinbûnê rakirina rûnê bi ultrasonîk di metanolê de vedihewîne. Protokola mezinbûnê rakirina oksîda xwemalî bi rêya germkirina H2 di 1000°C de, dûv re pêvajoyek standard a du-gavî pêk tîne: karbonîzekirin ji bo 10 hûrdeman li 1165°C bi 12 sccm C3H8, dûv re epîtaksî ji bo 60 hûrdeman li 1350°C (rêjeya C/Si = 4) bi karanîna 1.5 sccm SiH4 û 2 sccm C3H8. Her gera mezinbûnê çar heta pênc arasteyên Si yên cuda dihewîne, bi kêmanî yek (100) wafera referansê.
3. Encam û Gotûbêj
Morfolojiya tebeqeyên 3C-SiC yên ku li ser substratên Si yên cûrbecûr hatine çandin (Wêne 1) taybetmendiyên rûberî û hişkbûna wan a cuda nîşan da. Ji hêla dîtbarî ve, nimûneyên ku li ser Si(100), (211), (311), (553), û (995) hatine çandin mîna neynikê xuya dikirin, hinên din jî ji şîrî ((331), (510)) heta bêronî ((110), (111)) diguherin. Rûyên herî nerm (ku mîkroavahîya herî baş nîşan didin) li ser substratên (100)2° dûr û (995) hatin bidestxistin. Bi awayekî balkêş, hemî tebeqe piştî sarbûnê bê şikestin man, tevî 3C-SiC(111) ya ku bi gelemperî meyldarê stresê ye. Dibe ku mezinahiya nimûneya sînorkirî rê li ber şikestinê girtibe, her çend hin nimûneyan xwarbûn (xwarbûna 30-60 μm ji navendê ber bi qiraxê) nîşan dan ku di bin mîkroskopa optîkî de di mezinkirina 1000× de ji ber stresa germî ya berhevkirî tê dîtin. Qatên pir xwar ên ku li ser substratên Si(111), (211), û (553) hatine çandin, şiklên konkav nîşan dan ku nîşana westandina kişandinê ne, ku ji bo hevahengiya bi arasteya krîstalografîk re xebata ceribandinî û teorîk a bêtir hewce dike.
Wêne 1 encamên XRD û AFM (skenkirina li 20×20 μ m2) ên qatên 3C-SC yên ku li ser substratên Si bi arasteyên cûda hatine çandin, kurteber dike.
Wêneyên mîkroskopiya hêza atomî (AFM) (Wêne 2) çavdêriyên optîkî piştrast kirin. Nirxên navînî-çargoşeyî yên kokê (RMS) rûyên herî nerm li ser substratên (100)2° dûr û (995) piştrast kirin, ku avahiyên mîna dendikan bi pîvanên alî yên 400-800 nm nîşan didin. Çîna ku bi (110) mezin bûye ya herî hişk bû, di heman demê de taybetmendiyên dirêjkirî û/an paralel bi sînorên tûj ên carinan di arasteyên din de xuya bûn ((331), (510)). Skenên difraksiyona tîrêjên X (XRD) θ-2θ (ku di Tabloya 1-ê de hatine kurtkirin) heteroepîtaksiyek serketî ji bo substratên bi endeksa Miller-a nizmtir eşkere kirin, ji bilî Si(110) ku lûtkeyên 3C-SiC(111) û (110) yên tevlihev nîşan da ku polîkrîstalînîtî nîşan dide. Ev tevlihevkirina arasteyê berê ji bo Si(110) hatiye ragihandin, her çend hin lêkolînan 3C-SiC-ya taybetî ya bi (111)-arastkirî dîtin, ku pêşniyar dike ku çêtirkirina şerta mezinbûnê krîtîk e. Ji bo îndeksên Miller ≥5 ((510), (553), (995)), di konfigurasyona standard θ-2θ de tu lûtkeyên XRD nehatin tespîtkirin ji ber ku ev balafirên îndeksa bilind di vê geometrîyê de ne-diffraksiyon in. Nebûna lûtkeyên 3C-SiC yên îndeksa nizm (mînak, (111), (200)) mezinbûna yek-krîstalîn nîşan dide, ku ji bo tespîtkirina diffraksiyonê ji balafirên îndeksa nizm hewceyî meylkirina nimûneyê ye.
Wêne 2 hesabkirina goşeya rûberî di nav avahiya krîstala CFC de nîşan dide.
Goşeyên krîstalografîk ên hesabkirî di navbera balafirên bi îndeksa bilind û bi îndeksa nizm de (Tabloya 2) xeletiyên mezin (>10°) nîşan dan, ku nebûna wan di skanên standard ên θ-2θ de rave dikin. Ji ber vê yekê, analîza fîgura qutbê li ser nimûneya bi orientasyona (995) hate kirin ji ber morfolojiya wê ya granulî ya neasayî (bi potansiyel ji mezinbûna stûnî an jî dûkelbûnê) û hişkbûna kêm. Fîgurên qutbê yên (111) (Wêne 3) ji substrata Si û qata 3C-SiC hema hema wekhev bûn, ku mezinbûna epitaksiyal bêyî dûkelbûnê piştrast kir. Xala navendî li χ≈15° xuya bû, ku bi goşeya teorîk (111)-(995) re li hev kir. Sê xalên wekhev ên sîmetrîyê li pozîsyonên hêvîkirî xuya bûn (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° û 33.6°), her çend xalek qels a nepêşbînîkirî li χ=62°/φ=93.3° hewceyê lêkolînek bêtir e. Kalîteya krîstalî, ku bi rêya firehiya xalê di φ-skenan de tê nirxandin, sozdar xuya dike, her çend pîvandina xêza lerzînê ji bo hejmartinê hewce be. Ji bo piştrastkirina xwezaya wan a epitaksiyal a texmînkirî, hêj hejmarên qutbê yên nimûneyên (510) û (553) nehatine temam kirin.
Wêne 3 dîyagrama lûtkeya XRD nîşan dide ku li ser nimûneya bi arastekirina (995) hatiye tomarkirin, ku balafirên (111) ên substrata Si (a) û qata 3C-SiC (b) nîşan dide.
4. Encam
Mezinbûna heteroepitaksiyal a 3C-SiC li ser piraniya arasteyên Si serketî bû ji bilî (110), ku materyalê polîkrîstalîn da. Substratên Si(100)2° off û (995) tebeqeyên herî nerm (RMS <1 nm) hilberandin, di heman demê de (111), (211), û (553) xwarbûnek girîng nîşan dan (30-60 μm). Substratên bi îndeksa bilind hewceyê taybetmendiya XRD ya pêşkeftî ne (mînak, fîgurên polê) da ku epitaksiyê ji ber nebûna lûtkeyên θ-2θ piştrast bikin. Xebata berdewam pîvandina xêza lerzînê, analîza stresa Raman, û berfirehkirina arasteyên din ên bi îndeksa bilind vedihewîne da ku vê lêkolîna lêgerînê temam bike.
Wekî hilberînerek bi awayekî vertîkal entegre, XKH xizmetên hilberandina profesyonel û xwerû bi portfoliyoyek berfireh a substratên karbîda silîkonê peyda dike, û celebên standard û taybetî yên wekî 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, û 3C-SiC, ku bi qûtra ji 2 înç heta 12 înç hene, pêşkêş dike. Pisporiya me ya ji serî heta dawî di mezinbûna krîstal, makînekirina rastîn, û misogerkirina kalîteyê de çareseriyên xwerû ji bo elektronîkên hêzê, RF, û serîlêdanên nû peyda dike.
Dema şandinê: Tebax-08-2025