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1、显微激光拉曼光谱法鉴别SiC晶体的多型体结构韩荣江1,2*收稿日期：2004-05-17基金项目:国家863计划（No.2001AA311080）和国家自然科学基金（No.60025409）资助项目作者简介:韩荣江（1971-），男，山东省人，博士。E-mail:hanrj@icm.sdu.edu.cn通讯作者:王继扬，jywang@icm.sdu.edu.cn；徐现刚，xxu@sdu.edu.cn，王继扬1，徐现刚1，胡小波1，董捷1，李现祥1，李娟1，姜守振1，王丽1，蒋民华1（1.山东大学晶体材料国家重点实验室，济南250100；2.青岛科技大学材料与环境工程学院，青岛266042）摘
2、要：利用显微激光拉曼光谱法对掺氮6H-SiC单晶中的寄生多型体进行了鉴别，结果表明其中有4H-SiC和15R-SiC两种寄生多型体。不同SiC多型体的纵光学声子与等离子体激元的耦合模（LOPC模）表明：在掺氮6H-SiC单晶的生长条件下，6H-SiC的掺氮效应与4H-SiC存在明显差别，而与15R-SiC的掺氮效应相似。关键词：显微激光拉曼光谱法；碳化硅单晶；多型体鉴别；掺氮效应中图分类号：O657.37文献标识码：A文章编号:1000-985X(2004)PolytypeIdentificationofSiCCrystalsbyMicro-RamanSpectroscopyHANRong-
3、jiang1,2,WANGJi-yang1,XUXian-gang1,HUXiao-bo1,DONGJie1,LIXian-xiang1,LIJuan1,JIANGShou-zhen1,WANGLi1,JIANGMin-hua1(1.StateKeyLaboratoryofCrystalMaterials,ShandongUniversity,Jinan250100,China;2.CollegeofMaterialsandEnvironmentEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266042,China)(R
4、eceived17May2004)Abstract:Theparasiticpolytypesinnitrogen-doped6H-SiCsinglecrystalwereidentifiedbyMicro-Ramanspectroscopy.Theresultsshowthattherearetwoparasiticpolytypessuchas4H-SiCand15R-SiCin6H-SiCcrystal.Thelongitudinalopticalphonon-plasmoncoupledmodes(LOPCmodes)ofdifferentSiCpolytypesshowthatth
5、enitrogen-dopedeffectof6H-SiCismarkedlydifferentfromthatof4H-SiC,andissimilartothatof15R-SiCunderthegrowthconditionofnitrogen-doped6H-SiCsinglecrystal.Keywords:Micro-Ramanspectroscopy；siliconcarbidesinglecrystals；polytypeidentification；nitrogen-dopedeffect1引言碳化硅（SiC）是宽带隙半导体材料中的重要一员，其禁带宽度大、临界击穿电场强度高
6、、载流子饱和迁移速度高、热导率高，并具有极好的化学稳定性[1]，以其制造的SiC基微电子器件在高温、高频率、大功率、高电压和强辐射等条件下应用潜力巨大。SiC材料有多种同质多型体[2]，可分为立方结构（C）、六方结构（H）和菱面体结构（R）。其中3C-SiC（点群`43m，空间群F`43m）、6H-SiC（点群6mm，空间群P63mc）、4H-SiC（点群6mm，空间群P63mc）、15R-SiC（点群3m，空间群R3m）最为常见。不同的SiC6多型体具有不同的结构对称性，这取决于硅碳双原子层在一维方向上堆垛次序的不同，图1给出了5种SiC多型体在一维方向上（图1中的箭头方向对3C-SiC来
7、说指[111]方向；对2H-SiC、6H-SiC、4H-SiC和15R-SiC来说指[0001]方向）的硅碳双原子层的排列示意图。除3C-SiC或2H-SiC外，其它任何一种SiC多型体中，并非所有的硅碳双原子层都处于等价的位置上，这种不等价性源于该多型体中硅碳双原子层之间相对位置的差异。以6H-SiC为例说明（见图1），在A位置上的硅碳双原子层与其最近邻的上、下层之间呈六方堆垛关系，而在B或C位置上与其各自
