1. Ìfihàn
Láìka ọ̀pọ̀ ọdún ìwádìí sí, heteroepitaxial 3C-SiC tí a gbìn lórí àwọn ohun èlò onírin silicon kò tíì ní ìdárayá kristali tó tó fún àwọn ohun èlò itanna ilé iṣẹ́. Ìdàgbàsókè sábà máa ń wáyé lórí àwọn ohun èlò Si(100) tàbí Si(111), ọ̀kọ̀ọ̀kan sì ń gbé àwọn ìpèníjà pàtó kalẹ̀: àwọn agbègbè anti-phase fún (100) àti ìfọ́ fún (111). Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn fíìmù tí ó ní ìtọ́sọ́nà [111] ní àwọn ànímọ́ tó dájú bíi ìdínkù àbùkù, ìrísí ojú ilẹ̀ tó dára síi, àti ìdààmú tó dínkù, àwọn ìtọ́sọ́nà míràn bíi (110) àti (211) kò tíì yé. Àwọn ìwádìí tó wà fihàn pé àwọn ipò ìdàgbàsókè tó dára jùlọ lè jẹ́ ti ìtọ́sọ́nà, tí ó ń dí ìwádìí ètò lọ́wọ́. Lóòótọ́, a kò tíì ròyìn lílo àwọn ohun èlò Si tí ó ga jùlọ (fún àpẹẹrẹ, (311), (510)) fún heteroepitaxy 3C-SiC, èyí tí ó fi àyè pàtàkì sílẹ̀ fún ìwádìí lórí àwọn ọ̀nà ìdàgbàsókè tí ó sinmi lórí ìtọ́sọ́nà.
2. Ìdánwò
A fi àwọn ìpele 3C-SiC sínú rẹ̀ nípasẹ̀ ìdènà èéfín kẹ́míkà onítẹ̀sí afẹ́fẹ́ (CVD) nípa lílo àwọn gaasi onípele SiH4/C3H8/H2. Àwọn ìpele náà jẹ́ 1 cm² Si wafers pẹ̀lú onírúurú ìtọ́sọ́nà: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), àti (995). Gbogbo àwọn ìpele náà wà ní orí-apá àyàfi (100), níbi tí a tún ti dán àwọn wafers tí a gé kúrò 2° wò. Ìmọ́tótó ṣáájú ìdàgbàsókè ní nínú síso epo ultrasonic nínú methanol. Ìlànà ìdàgbàsókè náà ní yíyọ oxide ní ìbílẹ̀ nípasẹ̀ ìfọ́ H2 ní 1000°C, lẹ́yìn náà ni ìlànà ìgbésẹ̀ méjì: carburization fún ìṣẹ́jú 10 ní 1165°C pẹ̀lú 12 sccm C3H8, lẹ́yìn náà epitaxy fún ìṣẹ́jú 60 ní 1350°C (ìpíndọ́gba C/Si = 4) nípa lílo 1.5 sccm SiH4 àti 2 sccm C3H8. Ìdàgbàsókè kọ̀ọ̀kan ní àwọn ìtọ́sọ́nà Si mẹ́rin sí márùn-ún tó yàtọ̀ síra, pẹ̀lú ó kéré tán ìfàmìsí kan (100) tó kéré sí i.
3. Àwọn Èsì àti Ìjíròrò
Ìrísí àwọn ìpele 3C-SiC tí a gbìn lórí onírúurú ìpele Si (Àwòrán 1) fi àwọn ìrísí ojú ilẹ̀ àti àìlágbára hàn. Ní ojú, àwọn àpẹẹrẹ tí a gbìn lórí Si(100), (211), (311), (553), àti (995) fara hàn bí dígí, nígbà tí àwọn mìíràn wà láti wàrà ((331), (510)) sí dídí ((110), (111)). Àwọn ojú ilẹ̀ tí ó mọ́ tónítóní jùlọ (tí ó fi ìrísí kékeré tí ó dára jùlọ hàn) ni a rí lórí àwọn ìpele (100)2° tí ó pa àti (995). Lọ́nà tí ó yanilẹ́nu, gbogbo ìpele náà kò ní ìfọ́ lẹ́yìn tí ó tutù, títí kan 3C-SiC(111) tí ó sábà máa ń fa ìfọ́. Ìwọ̀n àpẹẹrẹ tí ó ní ìwọ̀nba lè ti dènà ìfọ́, bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn àpẹẹrẹ kan fi ìtẹ̀balẹ̀ hàn (30-60 μm yíyípadà láti àárín sí etí) tí a lè rí lábẹ́ ìṣàfihàn ojú ní 1000× gíga nítorí ìdààmú ooru tí a kó jọ. Àwọn ìpele tí ó tẹrí ba gidigidi tí a gbìn lórí àwọn ohun èlò Si(111), (211), àti (553) fi àwọn ìrísí onígun mẹ́rin tí ó ń fi ìpele ìdúróṣinṣin hàn, èyí tí ó nílò iṣẹ́ àyẹ̀wò àti iṣẹ́ ìmọ̀-ẹ̀rọ síwájú sí i láti bá ìtọ́sọ́nà kirisitalographic mu.
Àwòrán 1 ṣàkópọ̀ àwọn àbájáde XRD àti AFM (àyẹ̀wò ní 20×20 μ m2) ti àwọn ìpele 3C-SC tí a gbìn lórí àwọn ohun èlò Si pẹ̀lú àwọn ìtọ́sọ́nà ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀.
Àwọn àwòrán onímọ̀ nípa agbára átọ́míkì (AFM) (Àwòrán 2) fi àwọn àkíyèsí ojú hàn. Àwọn ìwọ̀n gbòǹgbò-apapọ̀-square (RMS) fi àwọn ojú tí ó mọ́lẹ̀ jùlọ hàn lórí àwọn ìpìlẹ̀ (100)2° tí ó wà ní ìsàlẹ̀ àti (995), tí ó ní àwọn ìpìlẹ̀ tí ó dàbí ọkà pẹ̀lú àwọn ìwọ̀n ẹ̀gbẹ́ 400-800 nm. Ìpele tí a gbìn (110) ló jẹ́ èyí tí ó gbóná jùlọ, nígbà tí àwọn ìpìlẹ̀ gígùn àti/tàbí àwọn ìpìlẹ̀ tí ó jọra pẹ̀lú àwọn ààlà mímú lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan farahàn ní àwọn ìtọ́sọ́nà míràn ((331), (510)). Àwọn ìwòran X-ray diffraction (XRD) θ-2θ (tí a ṣàkópọ̀ nínú Táblì 1) fi hàn pé heteroepitaxy àṣeyọrí fún àwọn ìpìlẹ̀ tí ó wà ní ìsàlẹ̀-Miller-index, àyàfi fún Si(110) tí ó fi àwọn òkè 3C-SiC(111) àti (110) tí ó ń fihàn polycrystallinity hàn. A ti ròyìn ìdàpọ̀ ìtọ́sọ́nà yìí tẹ́lẹ̀ fún Si(110), bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ìwádìí kan ṣàkíyèsí 3C-SiC tí ó yàtọ̀ (111) tí ó ní ìpìlẹ̀, èyí tí ó fihàn pé ìdàgbàsókè ipò ìdàgbàsókè ṣe pàtàkì. Fún àwọn àtọ́ka Miller ≥5 ((510), (553), (995)), a kò rí àwọn òkè XRD kankan nínú ìṣètò θ-2θ déédé nítorí pé àwọn òkè gíga wọ̀nyí kò yàtọ̀ síra nínú àwòrán yìí. Àìsí àwọn òkè 3C-SiC tí ó kéré (fún àpẹẹrẹ, (111), (200)) dámọ̀ràn ìdàgbàsókè kan ṣoṣo, èyí tí ó nílò ìtẹ̀sí àpẹẹrẹ láti ṣàwárí ìyàtọ̀ láti àwọn òkè kékeré.
Àwòrán 2 fi ìṣirò igun ọkọ̀ òfurufú hàn nínú ìṣètò kírísítà CFC.
Àwọn igun kirisita tí a ṣírò láàárín àwọn ìpele gíga àti àwọn ìpele ìtọ́kasí kékeré (Tábìlì 2) fi àwọn ìrísí àìtọ́ tó pọ̀ hàn (>10°), èyí tí ó ṣàlàyé àìsí wọn nínú àwọn àyẹ̀wò θ-2θ tó wọ́pọ̀. Nítorí náà, a ṣe àgbéyẹ̀wò àwòrán òpó lórí àpẹẹrẹ (995) tí ó ní ìrísí granular àrà ọ̀tọ̀ (ó ṣeéṣe láti ìdàgbàsókè ọ̀wọ̀n tàbí ìtẹ̀wé) àti àìní ìdàrúdàpọ̀ kékeré. Àwọn àwòrán òpó (111) (Àwòrán 3) láti inú substrate Si àti ìpele 3C-SiC fẹ́rẹ̀ẹ́ jọra, èyí tí ó fi hàn pé epitaxial dàgbàsókè láìsí ìtẹ̀wé. Àmì àárín farahàn ní χ≈15°, tí ó bá igun ìmọ̀ (111)-(995) mu. Àwọn àmì mẹ́ta tí ó jọra farahàn ní àwọn ipò tí a retí (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° àti 33.6°), bó tilẹ̀ jẹ́ pé ibi tí kò lágbára tí a kò sọ tẹ́lẹ̀ ní χ=62°/φ=93.3° nílò ìwádìí síwájú sí i. Dídára kirisita, tí a ṣe àyẹ̀wò rẹ̀ nípasẹ̀ ìbú ààlà nínú àwọn φ-scans, dàbí ẹni pé ó dájú, bó tilẹ̀ jẹ́ pé a nílò àwọn ìwọ̀n ìtẹ̀sí tí ń mì tìtì fún ìwọ̀n. Àwọn ààmì òpó fún àwọn àpẹẹrẹ (510) àti (553) ṣì wà láti parí láti fìdí ìwà wọn múlẹ̀.
Àwòrán 3 fi àwòrán òkè XRD tí a kọ sílẹ̀ lórí àpẹẹrẹ tí ó wà ní ìtọ́sọ́nà (995), èyí tí ó fi àwọn ìpele (111) ti substrate Si (a) àti ìpele 3C-SiC (b) hàn.
4. Ìparí
Ìdàgbàsókè Heteroepitaxial 3C-SiC ṣe àṣeyọrí lórí ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìtọ́sọ́nà Si àyàfi (110), èyí tí ó mú ohun èlò polycrystalline jáde. Àwọn substrates Si(100)2° tí ó yípadà àti (995) ṣe àwọn fẹlẹfẹlẹ dídán jùlọ (RMS <1 nm), nígbàtí (111), (211), àti (553) fi ìtẹ̀sí pàtàkì hàn (30-60 μm). Àwọn substrates gíga nílò ìṣàfihàn XRD tí ó ti ní ìlọsíwájú (fún àpẹẹrẹ, àwọn ààmì ọ̀pá) láti jẹ́rìísí epitaxy nítorí àwọn òkè θ-2θ tí kò sí. Iṣẹ́ tí ń lọ lọ́wọ́ pẹ̀lú àwọn ìwọ̀n ìlà ríro, ìṣàyẹ̀wò wahala Raman, àti ìfẹ̀ sí àwọn ìtọ́sọ́nà gíga afikún láti parí ìwádìí yìí.
Gẹ́gẹ́ bí olùpèsè tí a so pọ̀ ní ọ̀nà títọ́, XKH ń pèsè àwọn iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ tí a ṣe àdánidá pẹ̀lú àkójọpọ̀ gbogbogbò ti àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ silicon carbide, tí ó ń fúnni ní àwọn irú ìwọ̀n àti àwọn ohun èlò pàtàkì bíi 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, àti 3C-SiC, tí ó wà ní ìwọ̀n ìlà láti 2-inch sí 12-inch. Ìmọ̀ wa láti ìbẹ̀rẹ̀ dé òpin nínú ìdàgbàsókè kristali, ṣíṣe iṣẹ́ títọ́, àti ìdánilójú dídára ń ṣe ìdánilójú àwọn ojútùú tí a ṣe àdánidá fún ẹ̀rọ itanna agbára, RF, àti àwọn ohun èlò tí ń yọjú.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹjọ-08-2025