4H-SiC同质外延生长 Grove模型研究

• 作者: 刘思成 杨霏 汤晓燕 许翰迪 贾仁需 钮应喜 陈峥涛
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 4H-SiC同质外延 Grove模型 生长速率
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 037102-1-037102-5
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.63.037102

摘要

本文通过对4H-SiC同质外延化学反应和生长条件的分析，建立了4H-SiC同质外延生长的Grove模型，并结合实验结果进行了分析和验证。通过理论分析和实验验证，得到了外延中氢气载气流量和生长温度对4H-SiC同质外延生长速率的影响。研究表明：外延生长速率在衬底直径上为碗型分布，中心的生长速率略低于边缘的生长速率；随着载气流量的增大，生长速率由输运控制转变为反应速率控制，生长速率先增大而后逐渐降低；载气流量的增加，会使高温区会发生漂移，生长速率的理论值和实验出现一定的偏移；随着外延生长温度的升高，化学反应速率和气相转移系数都会增大，提高了外延速率；温度对外延反应速率的影响远大于对生长质量输运的影响，当温度过分升高后，外延生长会进入质量控制区；但过高的生长温度导致源气体在生长区边缘发生反应，生成固体粒子，使实际参与外延生长的粒子数减少，降低了生长速率，且固体粒子会有一定的概率落在外延层上，严重影响外延层的质量。通过调节氢气流量，衬底旋转速度和生长温度，可以有效的控制外延的生长速度和厚度的均匀性。