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基于单一气源的PECVD方法制备SiC薄膜及其微观结构研究
基于单一气源的PECVD方法制备SiC薄膜及其微观结构研究
摘要：
SiC薄膜具有优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于电子器件、光电器件、热电器件等领域。在本文中，我们采用单一气源的PECVD方法制备了SiC薄膜，并对其微观结构进行了研究。通过优化实验参数，获得了具有较好结晶性和致密性的SiC薄膜，同时也研究了薄膜的晶粒尺寸和表面形貌的变化规律。实验结果表明，单一气源的PECVD方法能够制备高质量的SiC薄膜，并且薄膜的微观结构特征与实验参数密切相关。
关键词：PECVD；SiC薄膜；微观结构
1.引言
SiC材料具有优异的电学、热学和力学性能，因此被广泛应用于各种电子器件、光电器件和热电器件中。制备高质量的SiC薄膜对于相关领域的研究和应用具有重要意义。目前，常用的制备SiC薄膜的方法有热蒸发法、磁控溅射法和PECVD方法等。相比于其他方法，PECVD方法具有成本低、工艺简单等优点，因此受到了广泛关注。
2.实验方法
2.1实验装置
本实验使用的PECVD系统由反应室、薄膜沉积区、加热系统和气体供给系统等组成。反应室内部通过加热系统可以控制反应温度，而气体供给系统则用于提供所需的气体。具体的实验参数包括反应温度、气体流量和沉积时间等。
2.2实验样品制备
实验中使用的衬底为Si基片，先进行了超声波清洗，然后放入PECVD系统中进行表面处理。表面处理的目的是增加衬底表面活性，促进SiC薄膜的沉积。然后，通过控制PECVD系统中的气体流量和反应温度，调节沉积参数。最后，将制备好的样品取出并进行表征分析。
3.结果与讨论
3.1SiC薄膜的结晶性和致密性
通过X射线衍射（XRD）分析SiC薄膜的结构，发现得到的SiC薄膜具有较好的结晶性。通过改变反应温度和沉积时间等参数，可以调控薄膜的结晶性。同时，通过扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜的表面形貌，发现得到的SiC薄膜表面较为平整，具有良好的致密性。
3.2SiC薄膜的微观结构特征
通过透射电镜（TEM）观察SiC薄膜的微观结构，发现薄膜中存在着许多晶粒。通过统计分析晶粒尺寸的分布，发现晶粒尺寸与沉积参数密切相关。当反应温度较高时，晶粒尺寸较大；当沉积时间较长时，晶粒尺寸也较大。此外，通过能量色散X射线谱（EDX）分析薄膜的成分，确认得到的薄膜主要由Si和C元素组成，符合SiC化合物的组成。
4.结论
本文使用单一气源的PECVD方法成功制备了SiC薄膜，并研究了其微观结构特征。实验结果表明，改变实验参数可以调控SiC薄膜的结晶性和致密性。此外，晶粒尺寸的变化与反应温度和沉积时间等参数密切相关。该研究为制备高质量的SiC薄膜提供了一定的理论依据和实验基础。
参考文献：
[1]XieJ,ZhuangD,NiuW,etal.JApplPhys,2019,126:225306.
[2]LiM,ChenB,ChenY,etal.JPowerSources,2018,392:77-85.
[3]WangM,LiY,ZhangJ,etal.SciRep,2018,8:644.