1. كىرىش سۆز
نەچچە ئون يىللىق تەتقىقاتقا قارىماي، كرېمنىي ئاساسىغا ئۆستۈرۈلگەن گېتېروئېپىتاكسىيال 3C-SiC سانائەت ئېلېكترونلۇق قوللىنىشچانلىقى ئۈچۈن يېتەرلىك كرىستال سۈپىتىگە ئېرىشەلمىدى. ئۆسۈش ئادەتتە Si(100) ياكى Si(111) ئاساسىغا ئېلىپ بېرىلىدۇ، ھەر بىرى ئۆزىگە خاس قىيىنچىلىقلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ: (100) ئۈچۈن ئانتىفازا رايونلىرى ۋە (111) ئۈچۈن يېرىلىش. [111] يۆنىلىشلىك پىلاستىنكىلار كەمتۈكلۈك زىچلىقىنىڭ تۆۋەنلىشى، يۈزەكى مورفولوگىيەنىڭ ياخشىلىنىشى ۋە بېسىمنىڭ تۆۋەنلىشى قاتارلىق ئۈمىدۋار ئالاھىدىلىكلەرنى نامايان قىلسىمۇ، (110) ۋە (211) قاتارلىق باشقا يۆنىلىشلەر يەنىلا يېتەرلىك تەتقىق قىلىنمىغان. مەۋجۇت سانلىق مەلۇماتلار ئەڭ ياخشى ئۆسۈش شارائىتىنىڭ يۆنىلىشكە خاس بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ سىستېمىلىق تەكشۈرۈشنى مۇرەككەپلەشتۈرىدۇ. ئالاھىدە تىلغا ئېلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، 3C-SiC گېتېروئېپىتاكسىيىسى ئۈچۈن يۇقىرى مىللېر ئىندېكىسلىق Si ئاساسىنى (مەسىلەن، (311)، (510)) ئىشلىتىش توغرىسىدا ھېچقانداق دوكلات قىلىنمىغان، بۇ يۆنىلىشكە تايىنىدىغان ئۆسۈش مېخانىزمى توغرىسىدا تەكشۈرۈش تەتقىقاتى ئۈچۈن زور بوشلۇق قالدۇرغان.
2. سىناق
3C-SiC قەۋەتلىرى SiH4/C3H8/H2 ئالدىنقى گازلىرى ئارقىلىق ئاتموسفېرا بېسىمى خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (CVD) ئارقىلىق چۆكتۈرۈلدى. ئاساسىي قاتلاملار ھەر خىل يۆنىلىشتىكى 1 cm² Si ۋافېرلىرىدىن تەركىب تاپقان: (100)، (111)، (110)، (211)، (311)، (331)، (510)، (553) ۋە (995). بارلىق ئاساسىي قاتلاملار ئوق ئۈستىدە ئىدى، (100) دىن باشقا، بۇ يەردە 2° كېسىشلىك ۋافېرلار قوشۇمچە سىناق قىلىندى. ئۆسۈشتىن بۇرۇنقى تازىلاش مېتانولدا ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئارقىلىق ماينى چىقىرىۋېتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئۆسۈش پروتوكولى 1000 سېلسىيە گرادۇستا H2 نى قىزىتىش ئارقىلىق تەبىئىي ئوكسىدنى چىقىرىۋېتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، ئاندىن ئىككى باسقۇچلۇق ئۆلچەملىك جەرياننى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: 1165 سېلسىيە گرادۇستا 12 sccm C3H8 بىلەن 10 مىنۇت كاربونلاشتۇرۇش، ئاندىن 1350 سېلسىيە گرادۇستا 60 مىنۇت ئېپىتاكسىيە قىلىش (C/Si نىسبىتى = 4) 1.5 sccm SiH4 ۋە 2 sccm C3H8 ئىشلىتىپ. ھەر بىر ئۆسۈش باسقۇچى تۆتتىن بەشكىچە ئوخشىمىغان Si يۆنىلىشىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، كەم دېگەندە بىر (100) پايدىلىنىش تاختىسى بار.
3. نەتىجىلەر ۋە مۇھاكىمە
ھەر خىل Si ئاساسىي قەۋەتلىرىدە ئۆستۈرۈلگەن 3C-SiC قەۋەتلىرىنىڭ شەكلى (1-رەسىم) روشەن يۈزە ئالاھىدىلىكلىرى ۋە پۇراقلىقلىرىنى كۆرسەتتى. كۆرۈنۈش جەھەتتىن قارىغاندا، Si(100)، (211)، (311)، (553) ۋە (995) لاردا ئۆستۈرۈلگەن ئەۋرىشكىلەر ئەينەككە ئوخشايتتى، يەنە بەزىلىرى سۈت رەڭلىك ((331)، (510)) دىن تۇتۇق ((110)، (111)) گىچە ئىدى. ئەڭ سىلىق يۈزلەر (ئەڭ ياخشى مىكرو قۇرۇلمىنى كۆرسىتىدۇ) (100)2° ۋە (995) ئاساسىي قەۋەتلىرىدە قولغا كەلتۈرۈلدى. دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، ئادەتتە بېسىمغا مايىل 3C-SiC(111) نى ئۆز ئىچىگە ئالغان بارلىق قەۋەتلەر سوۋۇغاندىن كېيىن يېرىقسىز قالدى. چەكلىك ئەۋرىشكە چوڭلۇقى يېرىقنىڭ ئالدىنى ئالغان بولۇشى مۇمكىن، گەرچە بەزى ئەۋرىشكىلەر توپلانغان ئىسسىقلىق بېسىمى سەۋەبىدىن ئوپتىكىلىق مىكروسكوپتا 1000 × چوڭايتىشتا ئېگىلىش (مەركىزىدىن گىرۋىكىگىچە 30-60 μm ئېگىلىش) كۆرسەتتى. Si(111)، (211) ۋە (553) ئاساسىي قەۋەتلىرىدە ئۆستۈرۈلگەن ئېگىز ئېگىلىپ تۇرغان قەۋەتلەر تارتىلىش كۈچىنىڭ چېكىنىشىنى كۆرسىتىدىغان ئىچكىرىلەپ ئېگىلىپ قالغان شەكىللەرنى كۆرسەتتى، بۇ بولسا كرىستاللوگرافىيە يۆنىلىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولۇش ئۈچۈن تېخىمۇ كۆپ تەجرىبە ۋە نەزەرىيەۋى تەتقىقاتلارنى تەلەپ قىلدى.
1-رەسىمدە، يۆنىلىشى ئوخشىمايدىغان Si ئاساسلىرىدا ئۆستۈرۈلگەن 3C-SC قەۋەتلىرىنىڭ XRD ۋە AFM (20×20 μ m2 دا سىكانىرلاش) نەتىجىلىرى قىسقىچە خۇلاسىلەنگەن.
ئاتوم كۈچ مىكروسكوپى (AFM) رەسىملىرى (2-رەسىم) ئوپتىكىلىق كۆزىتىشلەرنى ئىسپاتلىدى. ئوتتۇرىچە كۋادرات قىممىتى (RMS) قىممەتلىرى (100)2° يىراقلىقتىكى ۋە (995) ئاساسىي قاتلاملاردىكى ئەڭ سىلىق يۈزلەرنى ئىسپاتلىدى، بۇلار 400-800 nm يان تەرەپ ئۆلچىمىگە ئىگە دانچە شەكىللىك قۇرۇلمىلارغا ئىگە. (110) ئۆسكەن قەۋەت ئەڭ قوپال ئىدى، باشقا يۆنىلىشلەردە بولسا ئۇزۇن ۋە/ياكى پاراللېل ئالاھىدىلىكلەر ئۆتكۈر چېگرالار بىلەن پەيدا بولدى ((331)، (510)). رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيەسى (XRD) θ-2θ سىكانىرلاش (1-جەدۋەلدە قىسقىچە بايان قىلىنغان) تۆۋەن مىللېر كۆرسەتكۈچى ئاساسىي قاتلاملىرى ئۈچۈن مۇۋەپپەقىيەتلىك ھېتېروئېپىتاكسىيەنى بايقىدى، پەقەت Si(110) دا كۆپ كىرىستاللىقنى كۆرسىتىدىغان ئارىلاشما 3C-SiC(111) ۋە (110) چوققىلىرى كۆرسىتىلدى. بۇ يۆنىلىش ئارىلاشتۇرۇش ئىلگىرى Si(110) ئۈچۈن دوكلات قىلىنغان بولسىمۇ، بەزى تەتقىقاتلاردا پەقەت (111) يۆنىلىشلىك 3C-SiC كۆزىتىلدى، بۇ ئۆسۈش شارائىتىنى ئەلالاشتۇرۇشنىڭ مۇھىملىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. مىللېر كۆرسەتكۈچلىرى ≥5 ((510)، (553)، (995)) ئۈچۈن، بۇ يۇقىرى كۆرسەتكۈچ تۈزلەڭلىكلىرى بۇ گېئومېتىرىيەدە دىفراكسىيە قىلمايدىغان بولغاچقا، ئۆلچەملىك θ-2θ سەپلىمىسىدە XRD چوققىلىرى بايقالمىغان. تۆۋەن كۆرسەتكۈچلۈك 3C-SiC چوققىلىرىنىڭ يوقلۇقى (مەسىلەن، (111)، (200)) يەككە كىرىستاللىق ئۆسۈشنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، تۆۋەن كۆرسەتكۈچ تۈزلەڭلىكلىرىدىن دىفراكسىيەنى بايقاش ئۈچۈن ئەۋرىشكە ئېگىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ.
2-رەسىمدە CFC كرىستال قۇرۇلمىسى ئىچىدىكى تۈزلەڭلىك بۇلۇڭىنىڭ ھېسابلىنىشى كۆرسىتىلگەن.
يۇقىرى ئىندېكس ۋە تۆۋەن ئىندېكس تۈزلەڭلىكلىرى ئارىسىدىكى ھېسابلىغان كىرىستال گرافىك بۇلۇڭلىرى (2-جەدۋەل) چوڭ يۆنىلىشتىكى خاتا يۆنىلىشنى (>10°) كۆرسەتتى، بۇ ئۇلارنىڭ ئۆلچەملىك θ-2θ سىكانىرلاشتا يوقلۇقىنى چۈشەندۈرىدۇ. شۇڭا، (995) يۆنىلىشلىك ئەۋرىشكە ئۇنىڭ ئادەتتىن تاشقىرى دانچە شەكىللىك مورفولوگىيەسى (تۈۋرۈك شەكىللىك ئۆسۈش ياكى قوش شەكىللىك ئۆسۈشتىن كېلىپ چىقىشى مۇمكىن) ۋە تۆۋەن قوپاللىقى سەۋەبىدىن قۇتۇپ شەكلى ئانالىزى ئېلىپ بېرىلدى. Si ئاساسى ۋە 3C-SiC قەۋىتىدىن ئېلىنغان (111) قۇتۇپ شەكلى (3-رەسىم) دېگۈدەك ئوخشاش بولۇپ، قوش شەكىللىك ئۆسۈشسىز ئېپىتاكسىيە ئۆسۈشىنى جەزملەشتۈردى. مەركىزىي نۇقتا χ≈15° دا پەيدا بولدى، بۇ نەزەرىيەۋى (111)-(995) بۇلۇڭىغا ماس كېلىدۇ. ئۈچ سىممېترىيەلىك تەڭداش نۇقتا كۈتۈلگەن ئورۇندا پەيدا بولدى (χ=56.2°/φ=269.4°، χ=79°/φ=146.7° ۋە 33.6°)، گەرچە χ=62°/φ=93.3° دىكى مۆلچەرلەنمىگەن ئاجىز نۇقتا تېخىمۇ كۆپ تەكشۈرۈشنى تەلەپ قىلىدۇ. φ-سكاننېرلاش ئارقىلىق داغ كەڭلىكى ئارقىلىق باھالانغان كىرىستال سۈپىتى ئۈمىدۋار كۆرۈنىدۇ، گەرچە مىقدارلاشتۇرۇش ئۈچۈن تەۋرىنىش ئەگرى سىزىقىنى ئۆلچەش كېرەك بولسىمۇ. (510) ۋە (553) ئەۋرىشكىلىرىنىڭ قۇتۇپ سانلىق مەلۇماتلىرى ئۇلارنىڭ پەرەز قىلىنغان ئېپىتاكسىيەلىك تەبىئىتىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن تېخى تاماملانمىغان.
3-رەسىمدە (995) يۆنىلىشلىك ئەۋرىشكە خاتىرىلەنگەن XRD چوققىسى دىئاگراممىسى كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئۇ Si ئاساسى (a) ۋە 3C-SiC قەۋىتى (b) نىڭ (111) تۈزلەڭلىكلىرىنى كۆرسىتىدۇ.
4. خۇلاسە
گېتېروئېپىتاكسىيال 3C-SiC ئۆسۈشى (110) دىن باشقا كۆپ قىسىم Si يۆنىلىشلىرىدە مۇۋەپپەقىيەت قازاندى، بۇ يۆنىلىشتە كۆپ كىرىستاللىق ماتېرىيال ھاسىل بولدى. Si(100)2° يىراقلىقتىكى ۋە (995) ئاساسىي قاتلاملىرى ئەڭ سىلىق قەۋەتلەرنى ھاسىل قىلدى (RMS <1 nm)، (111)، (211) ۋە (553) لاردا بولسا كۆرۈنەرلىك ئېگىلىش (30-60 μm) كۆرۈلدى. يۇقىرى ئىندېكىسلىق ئاساسىي قاتلاملار θ-2θ چوققىلىرىنىڭ يوقلۇقى سەۋەبىدىن ئېپىتاكسىيەنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ئىلغار XRD خاراكتېرىنى (مەسىلەن، قۇتۇپ شەكىللىرى) تەلەپ قىلىدۇ. داۋاملىق خىزمەتلەر تەۋرىنىش ئەگرى سىزىقىنى ئۆلچەش، رامان بېسىم ئانالىزى ۋە بۇ تەكشۈرۈش تەتقىقاتىنى تاماملاش ئۈچۈن قوشۇمچە يۇقىرى ئىندېكىسلىق يۆنىلىشلەرگە كېڭەيتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
تىك بىر گەۋدىلەشكەن ئىشلەپچىقارغۇچى سۈپىتىدە، XKH شىركىتى كەڭ دائىرىلىك كرېمنىي كاربىد ئاساس ماتېرىياللىرى بىلەن كەسپىي خاسلاشتۇرۇلغان بىر تەرەپ قىلىش مۇلازىمىتى بىلەن تەمىنلەيدۇ، دىئامېتىرى 2 دىيۇمدىن 12 دىيۇمغىچە بولغان 4H/6H-N، 4H-Semi، 4H/6H-P ۋە 3C-SiC قاتارلىق ئۆلچەملىك ۋە ئالاھىدە تىپلارنى تەمىنلەيدۇ. بىزنىڭ كىرىستال ئۆستۈرۈش، ئېنىقلىق بىلەن پىششىقلاپ ئىشلەش ۋە سۈپەت كاپالىتى ساھەسىدىكى پۈتۈن تەجرىبىمىز ئېلېكترونلۇق ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى، رادىئو چاستوتا ۋە يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن خاسلاشتۇرۇلغان ھەل قىلىش چارىلىرىنى تەمىنلەيدۇ.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2025-يىلى 8-ئاينىڭ 8-كۈنى