碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,具有优异的物理化学性质,在高温、高频、高功率电子器件等领域具有广阔的应用前景。
外延3C-SiC(111)薄膜因其晶体结构和能带结构的特点,成为近年来研究的热点。
激光化学气相沉积(LCVD)技术作为一种新型薄膜制备技术,具有沉积温度低、生长速率快、成膜质量高等优点,在制备高质量外延3C-SiC(111)薄膜方面展现出巨大潜力。
本文综述了外延3C-SiC(111)薄膜的应用背景、LCVD技术的基本原理及特点、外延3C-SiC(111)薄膜的制备工艺、结构表征、性能测试以及目前研究中存在的问题和未来发展方向,旨在为高质量外延3C-SiC(111)薄膜的制备提供参考。
关键词:激光化学气相沉积;外延生长;3C-SiC(111)薄膜;结构表征;性能测试
碳化硅(SiC)是一种重要的宽禁带半导体材料,具有优异的物理化学性质,如高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高化学稳定性等[1-3]。
SiC材料的晶体结构有多种,称为多型体,常见的有多种,其中3C-SiC是唯一可以在硅(Si)衬底上外延生长的SiC多型体,其晶格失配率仅为4.3%,这为3C-SiC在Si基电子器件中的应用提供了可能[4-6]。
外延3C-SiC(111)薄膜是指在Si(111)衬底上沿着(111)晶向进行外延生长的3C-SiC薄膜。
与其他晶向的3C-SiC薄膜相比,外延3C-SiC(111)薄膜具有更高的晶体质量、更低的缺陷密度、更好的表面平整度和更高的载流子迁移率等优点,因此在微电子、光电子等领域具有更广阔的应用前景[7-9]。
激光化学气相沉积(LaserChemicalVaporDeposition,LCVD)技术是一种利用激光束作为热源,将反应气体加热分解,并在衬底表面发生化学反应沉积形成薄膜的技术[10]。
