Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上3C-SiC的Raman研究

• 作者: 孙国胜 孙艳玲 曾一平 李晋闽 林兰英 王雷 罗木昌 赵万顺
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 3C-SiC Raman光谱 Si(100) 蓝宝石(0001)
• 年，卷（期）: 2003,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 421-425
• 页数: 5页
• 分类号: TN304.24
• 字数: 1015字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-7032.2003.04.021

摘要

单晶Si和蓝宝石(0001)是两种重要的3C-SiC异质外延衬底材料,然而,由于Si及蓝宝石和3C-SiC之间大的晶格失配度和热膨胀系数失配度,在3C-SiC中会产生很大的内应力,直接影响3C-SiC的电学特性.Raman散射测试是一个功能很强的测试方法,其强度、宽度、Raman位移等有关Raman参数可以给出有关SiC晶体质量的信息,其中包括内应力.利用背散射几何构置的Raman方法研究了Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上LPCVD方法生长的SiC外延薄膜,在生长的所有样品中均观察到了典型的3C-SiC的TO和LO声子峰,在3C-SiC/Si材料中,这两个声子峰分别位于970.3cm-1和796.0cm-1,在3C-SiC/蓝宝石材料中,分别位于965.1cm-1和801.2cm-1,这一结果表明这两种外延材料均为3C-SiC晶型.利用一个3C-SiC自由膜作为无应力标准样品,并根据3C-SiC/Si和3C-SiC/蓝宝石的TO和LO声子峰Raman位移相对于自由膜的移动量,得到3C-SiC中的内应力约分别为1GPa和4GPa.实验发现在这两种材料的TO声子峰的Raman位移移动方向相反,通过比较3C-SiC、Si和蓝宝石的热膨胀系数,预期Si衬底上的3C-SiC外延膜受到的应力为张应力,而蓝宝石衬底上3C-SiC受到的应力则为压应力.