1. அறிமுகம்
பல தசாப்தங்களாக ஆராய்ச்சி செய்த போதிலும், சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்படும் ஹெட்டோரோபிடாக்சியல் 3C-SiC, தொழில்துறை மின்னணு பயன்பாடுகளுக்கு போதுமான படிக தரத்தை இன்னும் அடையவில்லை. வளர்ச்சி பொதுவாக Si(100) அல்லது Si(111) அடி மூலக்கூறுகளில் செய்யப்படுகிறது, ஒவ்வொன்றும் தனித்துவமான சவால்களை முன்வைக்கின்றன: (100) க்கான எதிர்ப்பு-கட்ட களங்கள் மற்றும் (111) க்கான விரிசல். [111]-சார்ந்த படங்கள் குறைக்கப்பட்ட குறைபாடு அடர்த்தி, மேம்பட்ட மேற்பரப்பு உருவவியல் மற்றும் குறைந்த அழுத்தம் போன்ற நம்பிக்கைக்குரிய பண்புகளை வெளிப்படுத்தினாலும், (110) மற்றும் (211) போன்ற மாற்று நோக்குநிலைகள் இன்னும் ஆய்வு செய்யப்படவில்லை. உகந்த வளர்ச்சி நிலைமைகள் நோக்குநிலை சார்ந்ததாக இருக்கலாம், இது முறையான விசாரணையை சிக்கலாக்குகிறது என்று தற்போதுள்ள தரவுகள் தெரிவிக்கின்றன. குறிப்பாக, 3C-SiC ஹெட்டோரோபிடாக்சிக்கு அதிக-மில்லர்-குறியீட்டு Si அடி மூலக்கூறுகளின் (எ.கா., (311), (510)) பயன்பாடு ஒருபோதும் அறிவிக்கப்படவில்லை, இது நோக்குநிலை சார்ந்த வளர்ச்சி வழிமுறைகள் குறித்த ஆய்வு ஆராய்ச்சிக்கு குறிப்பிடத்தக்க இடத்தை விட்டுச்செல்கிறது.
2. பரிசோதனை
3C-SiC அடுக்குகள் SiH4/C3H8/H2 முன்னோடி வாயுக்களைப் பயன்படுத்தி வளிமண்டல அழுத்த வேதியியல் நீராவி படிவு (CVD) மூலம் படிய வைக்கப்பட்டன. அடி மூலக்கூறுகள் பல்வேறு நோக்குநிலைகளைக் கொண்ட 1 செ.மீ² Si வேஃபர்களாக இருந்தன: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), மற்றும் (995). (100) தவிர அனைத்து அடி மூலக்கூறுகளும் அச்சில் இருந்தன, அங்கு 2° ஆஃப்-கட் வேஃபர்கள் கூடுதலாக சோதிக்கப்பட்டன. வளர்ச்சிக்கு முந்தைய சுத்தம் செய்தல் மெத்தனாலில் மீயொலி கிரீஸ் நீக்கத்தை உள்ளடக்கியது. வளர்ச்சி நெறிமுறை 1000°C இல் H2 அனீலிங் மூலம் இயற்கை ஆக்சைடு அகற்றுதலை உள்ளடக்கியது, அதைத் தொடர்ந்து ஒரு நிலையான இரண்டு-படி செயல்முறை: 1165°C இல் 10 நிமிடங்களுக்கு 12 sccm C3H8 உடன் கார்பரைசேஷன், பின்னர் 1350°C இல் 60 நிமிடங்களுக்கு எபிடாக்ஸி (C/Si விகிதம் = 4) 1.5 sccm SiH4 மற்றும் 2 sccm C3H8 ஐப் பயன்படுத்தி. ஒவ்வொரு வளர்ச்சி ஓட்டத்திலும் குறைந்தது ஒரு (100) குறிப்பு வேஃபர் கொண்ட நான்கு முதல் ஐந்து வெவ்வேறு Si நோக்குநிலைகள் அடங்கும்.
3. முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்
பல்வேறு Si அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்பட்ட 3C-SiC அடுக்குகளின் உருவவியல் (படம் 1) தனித்துவமான மேற்பரப்பு அம்சங்களையும் கடினத்தன்மையையும் காட்டியது. பார்வைக்கு, Si(100), (211), (311), (553), மற்றும் (995) ஆகியவற்றில் வளர்க்கப்பட்ட மாதிரிகள் கண்ணாடி போலத் தோன்றின, மற்றவை பால் போன்ற ((331), (510)) முதல் மந்தமான ((110), (111)) வரை இருந்தன. மென்மையான மேற்பரப்புகள் (சிறந்த நுண் அமைப்பைக் காட்டும்) (100)2° ஆஃப் மற்றும் (995) அடி மூலக்கூறுகளில் பெறப்பட்டன. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், குளிர்வித்த பிறகு அனைத்து அடுக்குகளும் விரிசல் இல்லாமல் இருந்தன, இதில் பொதுவாக அழுத்தத்திற்கு ஆளாகும் 3C-SiC(111) அடங்கும். வரையறுக்கப்பட்ட மாதிரி அளவு விரிசலைத் தடுத்திருக்கலாம், இருப்பினும் சில மாதிரிகள் திரட்டப்பட்ட வெப்ப அழுத்தத்தின் காரணமாக 1000× உருப்பெருக்கத்தில் ஆப்டிகல் நுண்ணோக்கியின் கீழ் வளைந்து (மையத்திலிருந்து விளிம்பிற்கு 30-60 μm விலகல்) கண்டறியக்கூடியவை. Si(111), (211), மற்றும் (553) அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்பட்ட அதிக வளைந்த அடுக்குகள் இழுவிசை திரிபைக் குறிக்கும் குழிவான வடிவங்களைக் காட்டின, படிக நோக்குநிலையுடன் தொடர்புபடுத்த மேலும் சோதனை மற்றும் தத்துவார்த்த வேலை தேவைப்பட்டது.
வெவ்வேறு நோக்குநிலைகளுடன் Si அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்பட்ட 3C-SC அடுக்குகளின் XRD மற்றும் AFM (20×20 μm2 இல் ஸ்கேன் செய்தல்) முடிவுகளை படம் 1 சுருக்கமாகக் கூறுகிறது.
அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM) படங்கள் (படம் 2) ஒளியியல் அவதானிப்புகளை உறுதிப்படுத்தின. வேர்-சராசரி-சதுர (RMS) மதிப்புகள் (100)2° ஆஃப் மற்றும் (995) அடி மூலக்கூறுகளில் மென்மையான மேற்பரப்புகளை உறுதிப்படுத்தின, 400-800 nm பக்கவாட்டு பரிமாணங்களைக் கொண்ட தானியம் போன்ற கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருந்தன. (110)-வளர்ந்த அடுக்கு மிகவும் கரடுமுரடானது, அதே நேரத்தில் அவ்வப்போது கூர்மையான எல்லைகளைக் கொண்ட நீளமான மற்றும்/அல்லது இணையான அம்சங்கள் மற்ற நோக்குநிலைகளில் ((331), (510) தோன்றின. எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் (XRD) θ-2θ ஸ்கேன்கள் (அட்டவணை 1 இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளது) குறைந்த-மில்லர்-குறியீட்டு அடி மூலக்கூறுகளுக்கு வெற்றிகரமான ஹெட்டோரோபிடாக்ஸியை வெளிப்படுத்தின, Si(110) தவிர, கலப்பு 3C-SiC(111) மற்றும் (110) சிகரங்களைக் காட்டியது பாலிகிரிஸ்டலினிட்டியைக் குறிக்கிறது. இந்த நோக்குநிலை கலவை முன்னர் Si(110) க்கு அறிவிக்கப்பட்டுள்ளது, இருப்பினும் சில ஆய்வுகள் பிரத்தியேக (111)-சார்ந்த 3C-SiC ஐக் கவனித்தன, இது வளர்ச்சி நிலை உகப்பாக்கம் மிக முக்கியமானது என்று பரிந்துரைக்கிறது. மில்லர் குறியீடுகள் ≥5 ((510), (553), (995)) க்கு, இந்த உயர்-குறியீட்டு தளங்கள் இந்த வடிவவியலில் விலகல் இல்லாததால், நிலையான θ-2θ உள்ளமைவில் XRD சிகரங்கள் எதுவும் கண்டறியப்படவில்லை. குறைந்த-குறியீட்டு 3C-SiC சிகரங்கள் இல்லாதது (எ.கா., (111), (200)) ஒற்றை-படிக வளர்ச்சியைக் குறிக்கிறது, குறைந்த-குறியீட்டு தளங்களிலிருந்து மாறுபாட்டைக் கண்டறிய மாதிரி சாய்வு தேவைப்படுகிறது.
படம் 2, CFC படிக அமைப்பிற்குள் உள்ள சமதள கோணத்தின் கணக்கீட்டைக் காட்டுகிறது.
உயர்-குறியீட்டு மற்றும் குறைந்த-குறியீட்டு தளங்களுக்கு இடையே கணக்கிடப்பட்ட படிகவியல் கோணங்கள் (அட்டவணை 2) பெரிய தவறான நோக்குநிலைகளைக் காட்டின (>10°), நிலையான θ-2θ ஸ்கேன்களில் அவை இல்லாததை விளக்கின. எனவே (995)-சார்ந்த மாதிரியில் அதன் அசாதாரண சிறுமணி உருவவியல் (நெடுவரிசை வளர்ச்சி அல்லது இரட்டையுருவாக்கத்திலிருந்து சாத்தியமானது) மற்றும் குறைந்த கடினத்தன்மை காரணமாக துருவ உருவ பகுப்பாய்வு நடத்தப்பட்டது. Si அடி மூலக்கூறு மற்றும் 3C-SiC அடுக்கிலிருந்து (111) துருவ உருவங்கள் (படம் 3) கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருந்தன, இரட்டையுருவாக்கம் இல்லாமல் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை உறுதிப்படுத்தின. மையப் புள்ளி χ≈15° இல் தோன்றியது, இது கோட்பாட்டு (111)-(995) கோணத்துடன் பொருந்தியது. எதிர்பார்க்கப்பட்ட நிலைகளில் (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° மற்றும் 33.6°) மூன்று சமச்சீர்-சமமான புள்ளிகள் தோன்றின, இருப்பினும் χ=62°/φ=93.3° இல் கணிக்க முடியாத பலவீனமான புள்ளி மேலும் விசாரணை தேவை. φ-ஸ்கேன்களில் புள்ளி அகலம் மூலம் மதிப்பிடப்பட்ட படிகத் தரம் நம்பிக்கைக்குரியதாகத் தோன்றுகிறது, இருப்பினும் அளவீடு செய்வதற்கு ராக்கிங் வளைவு அளவீடுகள் தேவைப்படுகின்றன. (510) மற்றும் (553) மாதிரிகளுக்கான துருவ புள்ளிவிவரங்கள் அவற்றின் ஊகிக்கப்பட்ட எபிடாக்சியல் தன்மையை உறுதிப்படுத்த இன்னும் முடிக்கப்படவில்லை.
படம் 3 (995) சார்ந்த மாதிரியில் பதிவுசெய்யப்பட்ட XRD உச்ச வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது, இது Si அடி மூலக்கூறு (a) மற்றும் 3C-SiC அடுக்கின் (b) (111) தளங்களைக் காட்டுகிறது.
4. முடிவுரை
(110) தவிர பெரும்பாலான Si நோக்குநிலைகளில் ஹெட்டோரோபிடாக்சியல் 3C-SiC வளர்ச்சி வெற்றி பெற்றது, இது பாலிகிரிஸ்டலின் பொருளைக் கொடுத்தது. Si(100)2° ஆஃப் மற்றும் (995) அடி மூலக்கூறுகள் மென்மையான அடுக்குகளை (RMS <1 nm) உருவாக்கியது, அதே நேரத்தில் (111), (211), மற்றும் (553) குறிப்பிடத்தக்க சாய்வைக் காட்டின (30-60 μm). θ-2θ சிகரங்கள் இல்லாததால் எபிடாக்ஸியை உறுதிப்படுத்த உயர்-குறியீட்டு அடி மூலக்கூறுகளுக்கு மேம்பட்ட XRD தன்மை (எ.கா., துருவ புள்ளிவிவரங்கள்) தேவைப்படுகிறது. இந்த ஆய்வு ஆய்வை முடிக்க, ராக்கிங் வளைவு அளவீடுகள், ராமன் அழுத்த பகுப்பாய்வு மற்றும் கூடுதல் உயர்-குறியீட்டு நோக்குநிலைகளுக்கு விரிவாக்கம் ஆகியவை தற்போதைய வேலைகளில் அடங்கும்.
செங்குத்தாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட உற்பத்தியாளராக, XKH, சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகளின் விரிவான தொகுப்புடன் தொழில்முறை தனிப்பயனாக்கப்பட்ட செயலாக்க சேவைகளை வழங்குகிறது, 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, மற்றும் 3C-SiC உள்ளிட்ட நிலையான மற்றும் சிறப்பு வகைகளை வழங்குகிறது, இவை 2-இன்ச் முதல் 12-இன்ச் வரை விட்டத்தில் கிடைக்கின்றன. படிக வளர்ச்சி, துல்லியமான இயந்திரமயமாக்கல் மற்றும் தர உத்தரவாதம் ஆகியவற்றில் எங்கள் முழுமையான நிபுணத்துவம், மின் மின்னணுவியல், RF மற்றும் வளர்ந்து வரும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவாறு தீர்வுகளை உறுதி செய்கிறது.
இடுகை நேரம்: ஆகஸ்ட்-08-2025