1. Hordhac
Iyadoo tobanaan sano oo cilmi-baaris ah socotay, 3C-SiC oo heteroepitaxial ah oo lagu beero substrate-ka silicon weli ma gaarin tayo ku filan oo kiristaal ah oo loogu talagalay codsiyada elektaroonigga ah ee warshadaha. Kobaca waxaa caadi ahaan lagu sameeyaa substrate-yada Si(100) ama Si(111), mid walbana wuxuu soo bandhigayaa caqabado kala duwan: domains-ka ka hortagga wejiga ee (100) iyo dildilaaca (111). Iyadoo filimada [111]-ku-saleysan ay muujiyaan astaamo rajo leh sida cufnaanta cilladaha oo yaraatay, qaab-dhismeedka dusha sare oo la hagaajiyay, iyo walbahaar hoose, jihooyinka kale sida (110) iyo (211) weli lama baran. Xogta jirta waxay soo jeedinaysaa in xaaladaha koritaanka ugu fiican ay noqon karaan kuwo gaar u ah jihada, oo adkeynaya baaritaanka nidaamsan. Waxaa xusid mudan, isticmaalka substrate-yada Si ee Miller-index-ka sare (tusaale, (311), (510)) ee heteroepitaxy 3C-SiC weligeed lama soo sheegin, taasoo ka tagaysa meel muhiim ah oo loogu talagalay cilmi-baaris sahaminta ah oo ku saabsan hababka koritaanka ku tiirsan jihada.
2. Tijaabo
Lakabyada 3C-SiC waxaa lagu shubay iyada oo loo marayo kaydinta uumiga kiimikada cadaadiska jawiga (CVD) iyadoo la adeegsanayo gaasaska horudhaca ah ee SiH4/C3H8/H2. Substrates-ku waxay ahaayeen 1 cm² Si wafers oo leh jihooyin kala duwan: (100), (111), (110), (211), (311), (331), (510), (553), iyo (995). Dhammaan substrates-ku waxay ahaayeen dhidibka marka laga reebo (100), halkaas oo 2° wafers-ka laga jaray si dheeraad ah loo tijaabiyay. Nadiifinta ka hor koritaanka waxay ku lug lahayd nadiifinta ultrasonic ee methanol. Hab-raaca koritaanka wuxuu ka koobnaa ka saarista oksaydhka asalka ah iyada oo loo marayo annealing H2 at 1000°C, oo ay ku xigto hab-raac laba-tallaabo ah oo caadi ah: carburization 10 daqiiqo at 1165°C oo leh 12 sccm C3H8, ka dibna epitaxy 60 daqiiqo at 1350°C (saamiga C/Si = 4) iyadoo la isticmaalayo 1.5 sccm SiH4 iyo 2 sccm C3H8. Kobaca kasta wuxuu ka koobnaa afar ilaa shan jihooyin oo kala duwan oo Si ah, oo leh ugu yaraan hal (100) wafer tixraac ah.
3. Natiijooyinka iyo Doodda
Qaab-dhismeedka lakabyada 3C-SiC ee lagu beero substrate-ka Si ee kala duwan (Jaantuska 1) wuxuu muujiyay astaamo dusha sare oo kala duwan iyo qallafsanaan. Muuqaal ahaan, muunado lagu beero Si(100), (211), (311), (553), iyo (995) waxay u muuqdeen muraayad u eg, halka kuwa kalena ay u dhexeeyeen caano ((331), (510)) ilaa caajis ((110), (111)). Dusha sare ee ugu siman (oo muujinaya qaab-dhismeedka ugu fiican) waxaa laga helay substrate-ka (100)2° ee ka baxsan iyo (995). Si la yaab leh, dhammaan lakabyada waxay ahaayeen kuwo aan lahayn dillaac ka dib qaboojinta, oo ay ku jiraan 3C-SiC(111) oo caadi ahaan u nugul walbahaarka. Cabbirka muunadda xaddidan ayaa laga yaabaa inuu ka hortagay dildilaaca, inkastoo muunado qaar ay muujiyeen foorarsi (30-60 μm oo ka leexan bartamaha ilaa geeska) oo lagu ogaan karo mikroskoobka indhaha ee 1000 × weyneyn awgeed cadaadiska kulaylka oo ururay. Lakabyo aad u foorarsan oo lagu beeray Si(111), (211), iyo (553) substrates waxay muujiyeen qaabab qaloocan oo muujinaya cadaadis jiidid, taasoo u baahan shaqo tijaabo iyo aragti dheeraad ah si loola xiriiriyo jihada kristallographic.
Jaantuska 1 wuxuu soo koobayaa natiijooyinka XRD iyo AFM (oo lagu sawirayo 20×20 μ m2) ee lakabyada 3C-SC ee lagu beeray substrate-ka Si oo leh jihooyin kala duwan.
Sawirrada mikroskoobka xoogga atomiga (AFM) (Jaantuska 2) waxay xaqiijiyeen indha-indheynta indhaha. Qiimaha xididka-celceliska-square (RMS) waxay xaqiijiyeen dusha sare ee ugu siman ee substrate-ka (100)2° ee ka baxsan iyo (995), iyagoo muujinaya qaab-dhismeedyo u eg hadhuudh oo leh cabbirro dhinac ah oo 400-800 nm ah. Lakabka (110) ee koray ayaa ahaa kan ugu qallafsan, halka astaamaha dheer iyo/ama barbar socda oo leh xuduudo fiiqan mararka qaarkood ay ka soo muuqdeen jihooyin kale ((331), (510)). Sawirrada kala-soocidda X-ray (XRD) θ-2θ (oo lagu soo koobay Shaxda 1) waxay muujiyeen heteroepitaxy guul leh oo loogu talagalay substrate-ka tusmada hoose ee Miller, marka laga reebo Si(110) oo muujiyay meelaha isku dhafan ee 3C-SiC(111) iyo (110) oo muujinaya polycrystallinity. Isku-darka jihadan ayaa hore loogu soo sheegay Si(110), inkastoo daraasado qaar ay arkeen 3C-SiC gaar ah (111) oo ku saleysan, taasoo soo jeedinaysa in hagaajinta xaaladda koritaanka ay muhiim tahay. Tusmooyinka Miller ≥5 ((510), (553), (995)), ma jirin meel sare oo XRD ah oo lagu arkay qaabaynta θ-2θ ee caadiga ah maadaama diyaaradahan heerka sare ah aysan ku kala duwanayn qaab-dhismeedkan. Maqnaanshaha meelaha sare ee 3C-SiC ee heerka hoose (tusaale ahaan, (111), (200)) waxay soo jeedinaysaa koboc hal-kristal ah, oo u baahan in muunad loo janjeero si loo ogaado kala-soocidda ka timaadda meelaha hoose ee heerka hoose.
Jaantuska 2 wuxuu muujinayaa xisaabinta xagasha diyaaradda ee ku jirta qaab-dhismeedka kiristaalka CFC.
Xaglaha kiristaaliga ah ee la xisaabiyay ee u dhexeeya diyaaradaha tusmada sare iyo kuwa tusmada hoose (Jadwalka 2) waxay muujiyeen jahawareer weyn (>10°), iyagoo sharraxaya maqnaanshahooda baaritaannada θ-2θ ee caadiga ah. Sidaa darteed, falanqaynta sawirka tiirka waxaa lagu sameeyay muunadda (995)-ku-saleysan sababtoo ah qaab-dhismeedka granular-ka aan caadiga ahayn (laga yaabo inay ka timaaddo koritaanka tiirka ama mataanaynta) iyo qallafsanaanta hoose. Tirooyinka tiirka (111) (Jaantuska 3) ee ka yimid substrate-ka Si iyo lakabka 3C-SiC waxay ahaayeen ku dhawaad isku mid ah, taasoo xaqiijinaysa koritaanka epitaxial iyada oo aan la mataanayn. Barta dhexe waxay ka muuqatay χ≈15°, iyadoo la jaanqaadaysa xagasha aragtida (111)-(995). Saddex meelood oo isku-mid ah ayaa ka soo muuqday boosaska la filayay (χ=56.2°/φ=269.4°, χ=79°/φ=146.7° iyo 33.6°), inkastoo meel daciif ah oo aan la saadaalin karin oo ah χ=62°/φ=93.3° ay u baahan tahay baaritaan dheeraad ah. Tayada kiristaalka ah, oo lagu qiimeeyay ballaca barta ee φ-scans, waxay u muuqataa mid rajo leh, inkastoo loo baahan yahay cabbiraadaha qalooca ruxitaanka si loo cabbiro. Tirooyinka tiirarka (510) iyo (553) muunado ayaa weli la dhammaystirayaa si loo xaqiijiyo dabeecadooda epitaxial ee la malaynayo.
Jaantuska 3aad wuxuu muujinayaa jaantuska ugu sarreeya ee XRD ee lagu duubay muunadda ku jihaysan (995), kaas oo muujinaya meerayaasha (111) ee substrate-ka Si (a) iyo lakabka 3C-SiC (b).
4. Gunaanad
Kobaca Heteroepitaxial 3C-SiC wuxuu ku guuleystay inta badan jihooyinka Si marka laga reebo (110), kaas oo soo saaray walxo polycrystalline ah. Substrates-ka Si(100)2° ee ka baxsan iyo (995) waxay soo saareen lakabyada ugu siman (RMS <1 nm), halka (111), (211), iyo (553) ay muujiyeen foorarsi muhiim ah (30-60 μm). Substrates-ka tusmada sare waxay u baahan yihiin sifeyn XRD oo horumarsan (tusaale ahaan, tirooyinka tiirarka) si loo xaqiijiyo epitaxy sababtoo ah meelaha ugu sarreeya ee θ-2θ ee maqan. Shaqada socota waxaa ka mid ah cabbiraadaha qalooca ruxaya, falanqaynta cadaadiska Raman, iyo ballaarinta jihooyinka tusmada sare ee dheeraadka ah si loo dhammaystiro daraasaddan sahaminta.
Iyada oo ah soo-saare si toosan isugu dhafan, XKH waxay bixisaa adeegyo farsamayn xirfadeysan oo loo habeeyey oo leh faylal dhammaystiran oo ah substrate-ka carbide-ka silicon, iyagoo bixiya noocyo caadi ah iyo kuwo gaar ah oo ay ku jiraan 4H/6H-N, 4H-Semi, 4H/6H-P, iyo 3C-SiC, oo laga heli karo dhexroor u dhexeeya 2-inji ilaa 12-inji. Khibraddeenna dhammaadka-ilaa-dhammaadka ee koritaanka kiristaalka, farsamaynta saxda ah, iyo hubinta tayada waxay hubinaysaa xalal loogu talagalay elektaroonigga korontada, RF, iyo codsiyada soo baxaya.
Waqtiga boostada: Agoosto-08-2025