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《蓝宝石 氮化铝衬底上 SiC 外延薄膜的 X 射线衍射分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2000年4月西安电子科技大学学报(自然科学版)Apr.2000第27卷 第2期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.27No.2蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析111彭 军,朱作云,贾护军,123杨银堂,郑有火斗,郭振琪(11西安电子科技大学微电子所 陕西西安 710071;21南京大学物理系 江苏南京 210093;31西北大学分析测试研究中心 陕西西安 710069)摘要:介绍了在蓝宝石/氮化铝复合衬底上外延生长碳化硅薄膜材料的工艺技术.通过在蓝宝石衬底上预淀积一层薄的氮化铝缓冲层使碳化硅薄膜的成核和黏附性得到很大的改善.用多
2、种X光衍射方法对生长在蓝宝石/氮化铝复合衬底上的碳化硅薄膜的结构进行了分析,结果表明,可在这种衬底上成功地生长出6H2SiC单晶薄膜.关键词:蓝宝石/氮化铝复合衬底;X射线衍射;晶格失配中图分类号:TN304124 文献标识码:A 文章编号:100122400(2000)0220186204AnalysisoftheSiCthinfilmepitaxyonthesapphire/AlNcompoundsubstratebyX2raydiffraction111PENGJun,ZHUZuo2yun,JIAHu2jun,123YANGYin2tang,ZHENGYou2
3、dou,GUOZhen2qi(1.ResearchInst.ofMicroelectronics,XidianUniv.,Xi′an710071,China;2.NanjingUniv.,Nanjing210093,China;3.NorthwestUniv.,Xi′an710069,China)Abstract:TheAlNcoatedsapphirehasbeendevelopedasacompoundsubstrateforSiCthinfilmepitaxy.BypredepositingathinAlNbufferlayer,thenucleationanda
4、dherenceoftheSiCfilmaregreatlyimproved.Structuresofthethinfilmsgrownonthesapphire/AlNcompoundsubstratesareanalyzedbyvariedmethodsofX2raydiffraction.Measurementresultsshowthatsinglecrystal6H2SiCthinfilmscanbesuccessfullygrownonthesecompoundsubstrates.KeyWords:sapphire/AlNcompoundsubstrate
5、;X2raydiffraction;latticemismatch碳化硅(SiC)是一种适于高温、高频、大功率电子学的新一代宽带隙半导体材料.SiC单晶薄膜可以通过同质外延或异质外延的方法获得.异质外延生长可分为两种结构形式:一种是在硅衬底上生长SiC薄膜,目[1]前已经能够在硅衬底上生长出单结晶的SiC薄膜,但是由于硅与SiC的晶格失配以及热膨胀系数失配很大(分别为20%和8%),生长薄膜中存在热应力及反相边界、堆垛层错、位错、微孪晶等多种结构缺陷,严重影响了SiC晶体管、集成电路的电学特性.另一种形式是采用蓝宝石(α2Al2O3)作为衬底材料,在其上生长SiC薄膜,
6、但是它需要先在蓝宝石衬底上淀积与SiC有良好晶格匹配的缓冲层材料,然后外延生长SiC薄膜,从[2]而提高SiC外延层的结晶质量.1 衬底材料蓝宝石是一种性能优良的绝缘材料,它的禁带宽度大(常温下约10eV),熔点高,硬度大,致密性好.它的收稿日期:1999207201基金项目:国防科技预研基金资助项目(97J81312)作者简介:彭 军(19432),男,副教授.第2期 彭 军等:蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析187化学性质稳定,除了能够被硝酸和硫酸的热混合液缓慢腐蚀之外,几乎不与其他酸发生反应.蓝宝石作为一种生长半导体薄膜的衬底材
7、料在工艺上已经比较成熟.Silicon2on2Sapphire结构就是以蓝宝石为衬底材料,在其上外延生长硅单晶薄膜作为制作器件的活性区.它的漏电流和寄生电容极小,抗辐射性能好.因此,无论从工艺的可行性还是从器件应用角度考虑蓝宝石也应该成为异质外延SiC薄膜良好的衬底材料.但是,在蓝宝石上直接生长SiC薄膜时不易成核,而且黏附性不好;蓝宝石与SiC之间还存在较大的晶格失配(9%～15%).因此,直接在蓝宝石衬底上外延生长高质量的SiC单晶薄膜的困难很大.AlN晶体与SiC一样具有结构多型特点,它也有闪锌矿和纤维锌矿结构.AlN材料热导率高,
