Призначення. Отримання епітаксійних плівок SiC за рахунок конвертація нанопоруватого Si в плівку SiC при відпалі в атмосфері суміші газів монооксиду вуглецю (CO) і силану (SiH4) у спеціальній установці.
Технічні характеристики. Плівки SiC повинні мати наступні характеристики: – товщина плівок SiC, нм, не більше 2,0; – Середньоквадратична шорсткість плівок SiC, нм, не більше 50,0; – Піки спектрів фотолюмінесценції, нм, 355,0-650,0; – Півширина кривої коливання в площині (111), arcsec, не більше 200,0; – Півширина кривої коливання в площині (311), arcsec, не більше 300,0
Галузь застосування. Сонячна енергетика, мікро- та оптоелектроніка
Переваги. Отримання гетероструктур SiC/porous-Si/Si (111) відбувається за рахунок перетворення мезопоруватої поверхні підкладки в плівку карбіду кремнію під час твердофазної епітаксії з утворенням нового поруватого шару. Принципова відмінність методу хімічного заміщення атомів від інших полягає в тому, що шар SiC не вирощується зверху на поверхні Si, як зазвичай, а формується безпосередньо в об’ємі кремнієвої підкладки.
Техніко-економічний ефект. Широкозонні напівпровідники GaN, AlN, Ga2O3 та ZnO є найбільш привабливими матеріалами для створення світлодіодів, лазерних діодів, сонячних елементів, польових транзисторів. Найбільш перспективною підкладкою для цих матеріалів є підкладка SiC. Однак комерційна вартість виготовлення монокристалів SiC дуже висока. Шляхом створення монокристалічних плівок SiC із низькою щільністю дислокацій на поверхні Si пластин вказану вартість можна зменшити на 9-12%.
Опис. Суть технології полягає у створенні фізико-технологічних умов отримання гетероструктури SiC/porous-Si/Si (111) за рахунок перетворення мезопоруватої поверхні кремнієвої підкладки в плівку карбіду кремнію під час твердофазної епітаксії за температури обробки 1290°С. Під час відпалу в стовпцях нанопоруватого кремнію відбувається заміщення атомів кремнію атомами вуглецю й утворюється молекула SiC та кремнієва вакансія. У результаті нанопоруватий шар перетворюється в плівку карбіду кремнію, а під утвореною плівкою карбіду кремнію утворюються вакансії кремнію, які об’єднуються разом й утворюють пори. Таким чином, заданням товщини поруватого шару задається товщина плівки карбіду кремнію. А під плівкою карбіду кремнію утворюються пори, які призводять до зменшення механічних напружень в плівці при великих відмінностях між параметрами решітки плівки та підкладки. Запропоновано спосіб отримання гетероструктури SiC/porous-Si/Si (111), який включає наступні етапи: 1. отримання поруватої поверхні кремнію шдяхом електрохімічного травлення монокристалічних пластин Si діагоналлю 100 мм, леговані бором/фосфором із питомим електричним опором 1-10 Ом*см, товщиною 500±25 мкм, щільність дислокацій <100 cм-2; 2. отримання плівки SiC на поверхні porous-Si/Si (111) шляхом відпалу в атмосфері суміші газів монооксиду вуглецю (CO) і силану (SiH4) у спеціальній установці за температури 1290С, протягом 20 хвилин, загальний тиск газової суміші – 53 Па.