硅碳比对Si(111)表面SSMBE异质外延SiC薄膜的影响

无机材料学报, 2008, 23(3): 549-552. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2008.03.026

硅碳比对Si(111)表面SSMBE异质外延SiC薄膜的影响

刘忠良 ^1, , 任鹏 ^2, , 刘金锋 ^3, , 徐彭寿 ^4,

1.中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029

2.中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029

3.中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029

4.中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029

基金项目: 国家自然科学基金(50572100)

关键词：硅碳比 , 碳化硅 , 硅衬底 , 固源分子束外延

Effect of Different Si/C flux Ratios on the Growth of SiC on Si (111) by SSMBE

利用固源分子束外延(SSMBE)生长技术,在不同的硅碳蒸发速率比(Si/C)条件下,在Si(111)衬底上生长SiC单晶薄膜.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术,对生长的样品形貌和结构进行了研究.结果表明,在Si/C比(1.1:1.0)下生长的薄膜样品,XRD ω扫描得到半高宽为2.1°;RHEED结果表明薄膜具有微弱的衍射环,有孪晶斑点.在Si/C比(2.3:1.0)下生长的薄膜,XRD ω扫描得到的半高宽为1.5°,RHEED显示具有Si的斑点和SiC的孪晶斑点. AFM显示在这两个Si/C比下生长的样品表面都有孔洞或者凹坑,表面比较粗糙.从红外光谱得出薄膜存在着比较大的应力.但在si/C比(1.5:1.0)下生长的薄膜样品,XRD ω扫描得到的半高宽仅为1.1°;RHEED显示出清晰的SiC的衍射条纹,并可看到SiC的3×3表面重构,无孪晶斑点;AFM图像表明,没有明显的空洞,表面比较平整.FTIR谱的位置显示,在此Si/C比下生长的薄膜内应力比较小.因此可以认为,存在着一个优化的Si/C比(1.5:1.0),在这个Si/C比下,生长的薄膜质量较好.

参考文献

[1]	Davis R F,Kelner G,Shur M,et al.Proc.IEEE,1991,79 (5):677-701.
[2]	Casady J B,Johnson R W.Solid State Electron,1996,39(10):1409-1422.
[3]	Fissel A.Physics Report,2003,379:151-155,161.
[4]	Kitabatake Makoto,Deguchi Masahiro,Hirao Takashi.J.Appl.Phys.,1993,74 (7):4438-4445.
[5]	Zekentes K,Papaioannou V,Pecz B,et al.J.Cryst.Growth,1995,157:392-399.
[6]	Fissel A,SchrSter B,Richter W.Appl.Phys.Left.,1995,66 (23):3182-3184.
[7]	Cimalla V,Stauden Th,Ecke G,et al.Appl.Phys.Lett.,1998,73 (24):3542-3544.
[8]	Lampert W V,Eiting C J,Smith S A,et al.J.Cryst.Growth,2002,234:369-372.
[9]	刘金锋,刘忠良,王科范,等.真空科学与技术学报,2007,27:5-9.
[10]	刘金锋,刘忠良,武煜宇,等(LIU Jin-Feng,et al).无机材料学报 (Journal of Inorganic Materials),2007,22 (4):720-724.
[11]	Fujiwara H,Danno K.J.Cryst.Growth,2005,281:370-376.
[12]	Yun Jungheum,Takahashi Tetsuo.J.Cryst.Growth,2006,291:148-153.
[13]	Hernandez M J,Ferro G.J.Cryst.Growth,2003,253:95-101.
[14]	Ramaimah Kodigala Subba Bhat I,Chow T P,et al.Ma-terials Science and Engineering B,2006,129 (1-3):22-30.
[15]	王科范,刘金锋,邹崇文,等.真空科学技术学报,2005,25:75-78.
[16]	Chen J,Steckl A J,Loboda M J.J.Vac.Sci.Technol.B,1998,16 (3):1305-1308.
[17]	Hu C.-W,Buyanova I A,Henry A,et al.Appl.Phys.Lett.,1996,68 (9):1253-1255.
[18]	Zgheib Ch,FSrster Ch,Weih P,et al.Thin Solid Films,2004,455-456:183-186.
[19]	Hofmann M,Zywietz A.Phys.Rev.B,1994,50:13401-13411.

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