シリコンカ-バイトの化学蒸着過程の動力学的研究

碳化硅化学气相沉积过程动力学研究

• 批准号: 03680051
• 负责人: 金子 聰
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03680051/
• 关键词: CVD; 炭化ケイ素; SiC; 表面反応律速; 活性化エネルギ-; 界面

すでに我々が報告したCVD炭化ケイ素の成長(1988年)とBootsmaら(1971年)に反応を伴うと考えられる成長は,高温では輸送物質の蒸気圧から計算される成長に近付く傾向を示し,表面反応律速の形で定式化された。特に,中間層を用いた2段階蒸着によって23kcal/molという小さな活性化エネルギ-を得た。内熱式の高周波加熱炉による数百nm以下のCVDーSiC膜の成長においても黒鉛ならびに(111)面から数度傾いたSi単結晶基板上にMTS(MethyleーTrichloroーSilane)を使った場合,同様に表面反応律速となることがわかった。この薄い膜で特徴的なことは,AESのよる深さ方向の組成分析から,酸素の存在が表面のみに限られることである。表面の酸素は,空気中で取り込まれると考えられ,CVDプロセスでの酸素の混入がなくなったことを示す。このことによって,厚い膜で示唆されていた表面酸素の影響がなくなることによって,成長の活性化エネルギ-が大きくなり,中間層を着けた状態で40kcal/molの値を得た。X線低角入射法による膜の評価,およびAESとSIMSの同時分析による膜と基板の界面に対する組成分析を行った。水素とMTSの分圧比1.7で中間層を蒸着して後に同温度で分圧のみをかえて(分圧比2700)SiCの蒸着を行った。CVD膜は多結晶3CーSiCであり,中間層のある場合は結晶性の改善が見られたが,膜厚による結晶性の変化はあまり認められなかった。界面の組成分析の結果によると中間層のない黒鉛上では約100nm,Si上では約140nmの厚さにわたる組成の緩和構造が見られる。中間層の上では界面での組成の変化はわずかであるが,変化が急峻であることがわかった。

我们已经报道过 (1988) 和 Bootsma 等人 (1971) 的 CVD 碳化硅的生长，显示出接近根据高温下传输物质的蒸气压计算的生长的趋势，并且它是在反应中制定的。速率限制形式。特别是，通过使用中间层的两步沉积获得了23 kcal/mol的小活化能。即使在使用内部加热式高频加热炉生长数百nm以下的CVD-SiC膜时，也可以在从石墨和Si单晶基板倾斜数度的情况下使用MTS（甲基三氯硅烷）。 (111)面，同样发现表面反应是限速的。该薄膜的一个特征是氧的存在仅限于表面，这是通过 AES 进行深度成分分析确定的。表面氧气被认为被吸收到空气中，表明CVD过程中的氧气污染已经消失。结果，厚膜所暗示的表面氧的影响被消除，生长的活化能增加，在附着有中间层的情况下达到40 kcal/mol的值。使用低角度X射线入射法对薄膜进行评估，并使用同步AES和SIMS分析分析薄膜和基材之间界面的成分。在氢和MTS的分压比为1.7的条件下沉积中间层，然后在相同温度下仅改变分压(分压比2700)沉积SiC。 CVD膜为多晶3C-SiC，虽然在存在中间层的情况下观察到结晶性的提高，但根据膜厚没有观察到结晶性的显着变化。根据界面的成分分析结果，在没有中间层的石墨上观察到成分厚度约100nm的松弛结构，在Si上观察到成分厚度约140nm的松弛结构。结果发现，在中间层以上，界面处的成分变化很小，但变化很陡。