碳化硅具有優(yōu)良的物化性質(zhì)和高擊穿場強(qiáng)等電學(xué)優(yōu)點(diǎn),因此是一種很有應(yīng)用潛力的第三代半導(dǎo)體材料。碳化硅晶型眾多,已經(jīng)被識(shí)別的就超過250種,拉曼光譜作為一種無損的結(jié)構(gòu)檢測工具,可以辨別晶體材料細(xì)微的結(jié)構(gòu)變化,已廣泛用于研究晶型眾多的碳化硅材料。除立方晶型碳化硅（3C-SiC或β-SiC）外,SiC會(huì)出現(xiàn)折疊聲子模,這些折疊聲子模一般屬于弱振動(dòng)模式,且有些模不具有拉曼活性,所以有的聲子模式尚未被觀測和理解。本論文通過對(duì)一種典型六方結(jié)構(gòu)碳化硅（6H-SiC）微米顆粒,在用乙醇進(jìn)行表面修飾后,制成不同厚度和不同尺寸的6H-SiC薄膜,并進(jìn)行了詳盡的拉曼檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)群論預(yù)言的8個(gè)折疊聲子模都能被觀測到。并且隨著樣品厚度增加,4個(gè)FTO模式會(huì)以相同程度朝低波數(shù)方向移動(dòng)（紅移）,而4個(gè)FLO以逐漸減小的程度紅移。對(duì)于相同厚度樣品的情形,所有的折疊聲子模都會(huì)隨著樣品平均粒徑的減小而紅移,這些折疊聲子模和它們頻率隨顆粒尺寸和薄膜厚度的移動(dòng)起源于6H-SiC經(jīng)過表面修飾后,電子所處的雜化軌道發(fā)生了改變,在拉曼的激光激發(fā)下形成了等離子體,進(jìn)而形成了等離子體-折疊聲子耦合模,由于不同的厚度和粒徑樣品的等離子體強(qiáng)... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２拉曼散射的量子躍遷理論??

壤胱猶羼詈獻(xiàn)饔孟碌模叮齲?櫻椋謎鄣??幽Ｑ芯浚崳?順序的ＳｉＣ晶型，從（１１２０）晶面恰好可以看到所有的雙原子層，如圖１－４所不，它們?cè)??該晶面簇上成一個(gè)之字型排列，以６Ｈ－ＳｉＣ為例，碳原子層從Ａ開始先往右移動(dòng)三個(gè)位??置（Ａ—Ｂ—Ｃ—Ａ），然后往左移動(dòng)三個(gè)位置（Ａ—Ｃ—Ｂ—Ａ），?Ｚｈａｄｏｎｏｖ用之字形移動(dòng)??位置次數(shù)來表示ＳｉＣ晶型，在這種描述方式下，６Ｈ－ＳｉＣ變?yōu)椋ǎ常常保担冶硎境桑ǎ常玻常?４Ｈ??變?yōu)椋ǎ玻玻?２１Ｒ?變?yōu)椋ǎ常矗场??２Ｈ?３Ｃ?４Ｈ?６Ｈ??ｉ?Ｉ?Ｉｉ?ＸＩ?ｒＷ??Ａ?Ｂ?Ａ?Ｂ?Ｃ?Ａ?ＡＢＣ?Ａ?Ｂ?Ｃ?Ａ??圖１－４碳化硅不同晶型的之字形排列結(jié)構(gòu)圖??１．３?ＳｉＣ材料的研究現(xiàn)狀??作為一種間接寬帶隙半導(dǎo)體，在高溫電子，發(fā)光，太陽能電池，分解水等熱門領(lǐng)域??碳化硅均有用途［１０－１３］。??１．３．１髙壓電子器件??ＳｉＣ因?yàn)榧航?jīng)可以生產(chǎn)出大面積的晶片，在高壓大電流領(lǐng)域尤其具有吸引力。碳化??硅還有可以在生長或者離子注入過程中通過原位摻雜方式在很大數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)進(jìn)行ｐ－??型摻雜或者ｎ－型摻雜，從而形成自然氧化層的能力，和擁有相對(duì)較長的載流子壽命（因??為它是間接帶隙半導(dǎo)體）等優(yōu)點(diǎn)［Ｋ１５］。??高壓領(lǐng)域不同的應(yīng)用對(duì)電壓要求范圍也各不相同

目前比較主流的３Ｃ－ＳｉＣ生長技術(shù)有ＣＶＤ和ＳＥ?（升華外延生長），研究表明，在薄??膜生長過程中主要會(huì)引入兩種缺陷：堆垛缺陷和微孿晶。通過提高生長溫度，降低生長??速率可以顯著減少這兩類錯(cuò)誤［１９］。而通過降低種子層的突起缺陷的密度（如圖１－５）??可以顯著提高ＳＥ生長得到的碳化硅的品質(zhì)［２０－２３］。第二項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵是種子層的??轉(zhuǎn)移使得ＳｉＣ可以同質(zhì)外延生長，從而通過Ｓｉ襯底上的３Ｃ－ＳｉＣ晶種生長３Ｃ－ＳｉＣ塊材??成為了可能。在未來，通過ＣＹＤ和ＳＥ的結(jié)合可以提供一個(gè)很好的利用兩項(xiàng)技術(shù)各自的??優(yōu)點(diǎn)減少缺陷的機(jī)會(huì)。??圖１－５?３Ｃ－ＳｉＣ外延生長過程中的突起缺陷（來自參考文獻(xiàn)１９）??１．３．３?ＳｉＣ在其他領(lǐng)域的應(yīng)用??目前白光ＬＥＤ?（發(fā)光二極管）已經(jīng)可以由Ｉｌｌ－Ｖ族半導(dǎo)體制造，但是，他們的黃光??轉(zhuǎn)換率在高電流的情況下偏低，并且包含了變得越來越稀缺的稀土元素，因此，尋求新??型白光ＬＥＤ具有長遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。研究表明，通過硼和氮摻雜的ＳｉＣ體現(xiàn)出了施??主載流子－受主載流子對(duì)的復(fù)合發(fā)光的特性［２４］，并在室溫下具有廣泛的發(fā)光帶（圖??ｌ－６ａ）。對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氮原子和硼元素的濃度可以影響發(fā)光強(qiáng)度和載流子壽命。除此之??夕卜


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