Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上3C-SiC的Raman研究(英文)  

Raman Investigations of 3C-SiC Films Grown on Si (100) and Sapphire (0001) by LPCVD

作　　者：孙国胜[1] 罗木昌[1] 王雷[1] 赵万顺[1] 孙艳玲[1] 曾一平[1] 李晋闽[1] 林兰英[1] 

机构地区：[1]中国科学院半导体研究所新材料实验室,北京100083

出　　处：《发光学报》2003年第4期421-425,共5页Chinese Journal of Luminescence

基　　金：国家基础研究专项基金 (G2 0 0 0 0 683 ) ;国家高技术研究与发展基金 (2 0 0 1AA3 110 90 )资助项目~~

摘　　要：单晶Si和蓝宝石 (0 0 0 1)是两种重要的 3C SiC异质外延衬底材料 ,然而 ,由于Si及蓝宝石和 3C SiC之间大的晶格失配度和热膨胀系数失配度 ,在 3C SiC中会产生很大的内应力 ,直接影响 3C SiC的电学特性。Raman散射测试是一个功能很强的测试方法 ,其强度、宽度、Raman位移等有关Raman参数可以给出有关SiC晶体质量的信息 ,其中包括内应力。利用背散射几何构置的Raman方法研究了Si(10 0 )和蓝宝石 (0 0 0 1)衬底上LPCVD方法生长的SiC外延薄膜 ,在生长的所有样品中均观察到了典型的 3C SiC的TO和LO声子峰 ,在3C SiC/Si材料中 ,这两个声子峰分别位于 970 3cm-1和 796 0cm-1,在 3C SiC/蓝宝石材料中 ,分别位于96 5 1cm-1和 80 1 2cm-1,这一结果表明这两种外延材料均为 3C SiC晶型。利用一个 3C SiC自由膜作为无应力标准样品 ,并根据 3C SiC/Si和 3C SiC/蓝宝石的TO和LO声子峰Raman位移相对于自由膜的移动量 ,得到 3C SiC中的内应力约分别为 1GPa和 4GPa。实验发现在这两种材料的TO声子峰的Raman位移移动方向相反 ,通过比较 3C SiC、Si和蓝宝石的热膨胀系数 ,预期Si衬底上的 3C SiC外延膜受到的应力为张应力 ,而蓝宝石衬底上 3C SiC受到的应力则为压应力。The Raman measurements have been performed with the backscattering geometry on the SiC films grown on Si (100) and sapphire (0001) by LPCVD. Typical TO and LO phonon peaks of 3CSiC were observed for all the samples grown on Si and sapphire substrates, indicating the epilayers are 3CSiC polytype. Using a freestanding 3CSiC film removed from Si (100) as a freestress sample, the stresses of 3CSiC on Si (100) and sapphire (0001) were estimated according to the shift of TO and LO phonons.

关 键 词：3C-SIC 碳化硅 拉曼光谱 RAMAN光谱 蓝宝石(0001)衬底 晶格失配度 热膨胀系数失配度 背散射 

分 类 号：TN304.24[电子电信—物理电子学] O472.3[理学—半导体物理]