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通过氯化氢化学气相沉积法对厚4H-SiC薄膜同质外延生长的工艺优化【PG电子】

企业团队 / 2021-08-24 00:25

本文摘要:通过氯化氢化学气相沉积法对薄4H-SiC薄膜同质外延生长的工艺优化本篇文章中明确提出了一种通过氯化氢化学气相沉积(HCVD)在4°切割成基板上较慢同质外延生长薄的4H-SiC薄膜的工艺优化方法。所用于的气体是HCl与SiH4,C2H4和H2的混合物。 获得的4H-SiC薄膜通过Nomarski,AFM,Raman和XRD等方法展开密切相关,并且对HCl添加剂中的Cl/Si核对外延膜质量和生长速率的影响展开了研究。

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通过氯化氢化学气相沉积法对薄4H-SiC薄膜同质外延生长的工艺优化本篇文章中明确提出了一种通过氯化氢化学气相沉积(HCVD)在4°切割成基板上较慢同质外延生长薄的4H-SiC薄膜的工艺优化方法。所用于的气体是HCl与SiH4,C2H4和H2的混合物。

获得的4H-SiC薄膜通过Nomarski,AFM,Raman和XRD等方法展开密切相关,并且对HCl添加剂中的Cl/Si核对外延膜质量和生长速率的影响展开了研究。在本文中使用优化的氯基方法HCVD,在制做的立式热壁HCVD系统中,4H-SiC外延生长速率高达52μm/h。图1:(a)制做立式热壁HCVD设备(b)和(c)温度和基于4H-SiC氯化物的外延生长的气流的过程图图2:有所不同Cl/Si比生长的4H-SiC外延层的表面的Nomarski光学显微镜图像是(a)0,(b)1,(c)2,(d)5,(e)6和(f)8。根据结果可以显现出,Cl/Si之比0.4-2时外延膜质量较优。

图3:生长速率与SiH4流量的关系图4:4H-SiC外延层的AFM图像以(a)18.5μm/h,(b)26.5μm/h,(c)35.4μm/h和(d)49μm/h的生长速率生长。由图3可以显现出,与没HCl的生长类似于,随着SiH4的流速减少,生长速率完全呈圆形线性渐渐减少。

这指出在这种气体流量范围内的生长受到质量传送的支配,并且引进的气体就越多,导电在基板表面上的原子或分子就越少,所有这些都参予外延-流量快速增长模式。当SiH4气体流速为80sccm时,外延生长速率高达49μm/h。同时为了检验用于HCl添加剂在有所不同外延生长速率生长的4H-SiC外延层的表面质量,外延层的表面展开了AFM密切相关。

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如图4右图。本文最后在46μm/h的平稳生长速率下,取得了厚度为100μm的4H-SiC外延膜。外延膜呈现均匀分布的4H多型,仅次于皆方根粗糙度(RMS)为1.3nm。


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