李源 石爱红 陈国玉 顾秉栋

1) (青海民族大学交通学院, 西宁 810007)

2) (青海民族大学化学化工学院, 西宁 810007)

1 引 言

SiC是一种新型宽带隙半导体材料, 具有大禁带宽度、高饱和电子漂移速率、高临界击穿场强和高热导率等优异的物理性质, 同时具有极高的化学稳定性. 这些特殊的物理化学性质使得SiC材料在高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀电子器件和光电集成器件等方面具有广阔的应用前景, 被认为是应用潜力巨大的“极端电子学”半导体器件材料[1,2].此外, SiC晶体可作为衬底材料, 被广泛地应用在生长石墨烯、氮化镓等材料[3−5]. 尽管在过去的几十年里, SiC晶体生长技术取得了巨大的进步, 然而, 大规模商业化生产SiC晶体仍然受到诸多因素的限制. 其中, 晶体表面台阶聚并是外延生长SiC晶体过程中最为普遍的现象之一, 它可以引起各种各样的缺陷, 如： 位错、孪晶、堆叠层错[6]等.另外, 它还与微管缺陷的形成与消亡过程有紧密的关系, 而微管缺陷被认为是电子器件的“杀手”[7].因此, 研究SiC晶体表面台阶聚并对提高SiC晶体质量与微电子器件发展等方面均有重要意义.

目前, 外延生长SiC晶体过程中表面形貌的稳定性以及演化过程已经得到了广泛的研究. Tomoki等[8]报道了用实验方法研究4H−SiC晶片碳面的表面形貌特征, 研究发现晶面中心处台阶比较凌乱,而边缘处由于台阶密度较大形成了聚并台阶.Schwoebel[9]提出了一个基于 Burton−Cabera−Frank(BCF)理论的分析模型, 该模型在一定程度上揭示了台阶聚并形成……