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4H-SiC同质外延生长Grove模型研究

贾仁需 刘思成 许翰迪 陈峥涛 汤晓燕 杨霏 钮应喜

4H-SiC同质外延生长Grove模型研究

贾仁需, 刘思成, 许翰迪, 陈峥涛, 汤晓燕, 杨霏, 钮应喜
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-26
  • 修回日期:  2013-12-14
  • 刊出日期:  2014-02-05

4H-SiC同质外延生长Grove模型研究

  • 1. 西安电子科技大学微电子学院, 宽禁带半导体技术国防重点学科试验室, 西安 710071;
  • 2. 国网智能电网研究院, 北京 100192
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61006008,61274079)和国家电网公司科技项目(批准号:SGRI-WD-71-13-004)资助的课题.

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.

English Abstract

参考文献 (13)

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