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正在进行安全检测...

发布时间：2023-11-14 16:36:46 来源：文档文库

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SiC半导体在薄膜物理制备中的研究
摘要作为新一代的半导体材料，SiC具有优良的化学物理性质，因此，SiC薄膜的制备工艺也越来越受到人们的关注。本文主要对当前SiC薄膜的物理制备工艺进行详细的研究介绍，并进一步总结讨论了各种制备工艺的优缺点。

【关键词】SiC薄膜结构性质物理汽相沉积

1引言

SiC材料是一种宽带隙半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率高、电子饱和漂移速度高、电子迁移率高、热导率高、介电常数小、抗辐射能力强、化学稳定性好等优良的物理化学性质，还可以与Si集成电路工艺兼容，成为制作高温、高频、大功率、抗辐射、不挥发存储器件及光电集成器件的优选材料。

近年来，人们对SiC材料的制备工艺，结构特点和器件应用进行了广泛深入的研究，但是由于SiC单晶价格昂贵，而且制备难度较大，因此SiC薄膜的制备成为研究的重点。目前SiC薄膜有多种物理制备方法，主要有磁控溅射法、脉冲激光沉积、电子束蒸发和分子束外延。

2SiC薄膜的物理制备工艺研究

物理汽相沉积是利用某种物理过程，如物质的热蒸发受到粒子轰击时物质的表面原子的溅射现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。物理气相沉积主要包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法、电子束蒸发和分子束外延法。

2.1磁控溅射法

磁控溅射法镀膜是利用直流或高频电场使惰性气体（Ar）电离，在电场作用下电离产生的正离子高速轰击阴极的靶材，使靶材的原子或分子溅射出来，然后沉积在基片上形成薄膜。魏艳君[3]等人用磁控溅射法对SiC薄膜进行了研究，实验以电阻率为5??cm的Si为衬底，背底真空度为1.5×10-3pa溅射气压为2.0pa，靶基距为55mm，溅射功率为60～70W，溅射时保持衬底的温度为400℃。分析实验数据发现，在120W的溅射功率下制备的SiC薄膜质量最好。

2.2脉冲激光沉积

脉冲激光沉积（PLD）的原理是由激光器激发出来的高功率密度的脉冲激光打在靶材表面，使靶材温度迅速升高并蒸发成离子体到达靶对面的衬底，最后在衬底上沉积成膜。脉冲激光沉积溅射出来的粒子动能大，不过结晶质量高，所需衬底温度低，但是生长大尺寸的薄膜均匀度很难保证，沉积速率也比较低。Diegel[4]等人利用脉冲激光沉积法对SiC薄膜进行了研究，以SiC烧结靶为靶材，在温度为950℃～1200℃的石英玻璃和si衬底上进行薄膜生长。实验结果显示，在石英衬底上得到的SiC薄膜质量较差，si衬底上生长出的薄膜具有很高的取向。

2.3电子束蒸发

电子束蒸发是在真空环境下利用高能电子束轰击需要蒸镀的材料，使之融化、汽化、蒸发，最终沉积在基片表面成膜。由于电子束蒸发制备薄膜蒸发和沉积的速率高，衬底与薄膜的结合力较强，所以被广泛应用于薄膜的生长。潘训刚[5]等人采用电子束蒸发技术在单晶si片上实现了SiC薄膜的生长，靶材为98%的SiC压片，沉积过程中真空度为6.7×

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/3a275f8348649b6648d7c1c708a1284ac85005a7.html