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VIS同质外延 6H—SiC薄膜生长的研究／陈一峰等 ·1 · VLS同质外延 6H-SiC薄膜生长的研究 陈一峰 ，刘兴钊，邓新武 (电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054) 摘要 碳化硅 (SIC)是第三代宽禁带半导体材料 ，在高温、高频、高功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应 用潜力。以CH4、SiH4为反应气体，H2为载气，采用化学气相沉积法，利用气一液一固(VLS)生长机理，同质外延 6H— SiC薄膜。结果表明，VLS机制能在外延薄膜的表面有效地封闭微管，但是由于n(C)／n(Si)较大，薄膜表面存在大量 的台阶。为了进一步改善薄膜表面形貌，采用 “两步法”工艺外延SiC薄膜 ，在封闭微管的同时提高了表面平整度，得 到了质量较好的6H—SiC外延薄膜。 关键词 6H—SiC 同质外延 气一液一固生长机理 Homoepitaxial6H—SiC ThinFilmsbyVapor-Liquid-SolidM echanism CHEN Yifeng，LIU Xingzhao，DENG Xinwu (StateKeyLaboratoryofElectronicThinFilmsandIntegratedDevices，UniversityofElectronic ScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054) Abstract Siliconcarbide(SiC)isaIV—IVcompoundsemiconductorwithawideenergybandgap．Becauseofits outstandingproperties，SiC canbeusedinhigh-power，highffrequency，high-temperaturedeviceswithhighradiation resistance．CH4一SiH4一H2system isusedtohomoepitaxy6H—SiCthinfilmsbyvapor-liquid-solid(VIS)mechanism． Although therearelotsofstepsonthegrownthinfilm surface，micro-pipesareclosedbyVLSmechanism．Inorderto improvemorphologyoftheepilayers，atwo-stepmethodwasproposedforhomoepitaxialgrowthofhighquali-ty6H— SiCthinfilms，combiningVLSgrowthandconventionalCVD．Theresultsshow thatthefilmsgrownbytwo-step methodhavebettercrystallinequality and smallersurfaceroughnessthantheconventionalCVD andone-stepVLS methods． Keywords 6H—SiC，homoepitaxy，vapor-liquid—solidmechanism 碳化硅 (SIC)是一种宽禁带化合物半导体 ，它是继第一 (C)／n(Si)在 SiC 同质外延层 中封 闭微管 ，但较低 的 代半导体 si、第二代半导体(GaAs、InP、GaP等)之后的第三 (C)／n(Si)使薄膜的表面平整度变差，从而影响了SiC半导 代半导体材料(即宽禁带半导体)之一。由于第三代半导体 体器件的研制。近来 ，Chaussende等[117利用 VLS生长机制 ， 具有禁带宽度高、临界击穿场强高、饱和电子速度大、热传导 在高温下以液态 si为催化剂，同质外延