纳米材料与结构 Nanomaterial structure ⅥLS机制下SiC晶须的生长 王茳,刘兴钊,邓新武 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都610054) 摘要:采用化学气相沉积CVD)法以气-液-固硎LS)机制生长了碳化硅SiC)晶须,系统 研究了基片表面的气流状况、生长温度和反应室总气压等对SC晶须形貌的影响。研究结果表 明:当基片表面存在较强的平流状态时,以生长SiC薄膜为主,很难形成晶须:生长温度及反应 室总气压对晶须的直径有较大影响,合适的生长温度以及较高的总压有利于晶须的生长。 关键词:化学气相沉积法:气-液-固机制;碳化硅晶须 中图分类号:TN304.1文献标识码:A文章编号:1671-47760007)10-0943-03 Growth of sic Whiskers by vls Mechanism WANG Jiang, LIU Xing-zhao, DENG Xin-wu State Key Lab of Electronic Thin Films and Integrated Devices, Unirersity of Electronic Science and Technology of China Chengdu 610054, China) Abstract: Silicon carbide SiC) whiskers were synthesized by chemical vapor deposition CVD) technique via the vapor-liquid-solid WLS) mechanism. The effect of the growth temperature, the total pressure in the reaction chamber and the gas flow rate near the substrate was studied. The results show that as flow rate near the substrate is necessary in SiC whiskers growth. Ap- propriate growth rature and higher total pressure in the reaction chamber are suitable for SiC whiskers growth. Key words: CVD technique: VLS mechanism: SiC whisker 1引言 备了SiC晶须,并研究了一些生长条件对晶须形貌 的影响 SiC晶须是一种直径为m级至μm级的短纤 维状单晶体,具有密度小、耐高温、模量大、硬度2实验 高等优点,而且还具有非常稳定的化学性质,抗氧 采用CVD法生长SC晶须,以H为载气,SiH4 化、耐腐蚀,是可用于金属基、陶瓷基和高聚物和CH4为反应气体。载气的流量为500cm3·min- 基等复合材料的优良增强剂,日前已被广泛应用CH4和SiH4的流量分别为6cm3mn和3 cm3.min 于机械、电子、化工、能源及航空等领域。SiC生长温度为1050~1300℃,反应室总气压为1.33 晶须还具有光致发光特性,SiC晶须在发光和场发13.3kPa。以Si400)作为衬底,Ni作为催化剂 射器件方面具有诱人的应用前景的。因此,SiC晶催化剂膜的厚度约为1μm。利用扫描电镜SEM) 须的制备备受人们关注27。本文采用CVD法制和能量色散谱仪EDS)对产物进行了分析。 收稿日期:2007-03-12 Micronanoelectronic Technology/October 2007 微纳电子技术2007年第10期 C1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net!"#$%&’&%()(*+$%&"*,-(*.&%)%/012*+%3($,4556 微纳电子技术 !""# 年第 $" 期 收稿日期：!""#$"%$&! !"#$%"&’()"* + ,&(-.&-(’ & 引 言 ’() 晶须是一种直径为 *+ 级至 !+ 级的短纤 维状单晶体，具有密度小、耐高温、模量大、硬度 高等优点，而且还具有非常稳定的化学性质，抗氧 化、耐腐蚀，是可用于金属基、陶瓷基和高聚物 基等复合材料的优良增强剂，目前已被广泛应用 于机械、电子、化工、能源及航空等领域 ［&］。’() 晶须还具有光致发光特性，’() 晶须在发光和场发 射器件方面具有诱人的应用前景 ［!］。因此，’() 晶 须的制备备受人们关注 ［!$#］。本文采用 ),- 法制 备了 ’() 晶须，并研究了一些生长条件对晶须形貌 的影响。 ! 实 验 采用 ),- 法生长 ’() 晶须，以 .! 为载气，’(./ 和 )./ 为反应气体。载气的流量为 0"" 1+% ·+(*$& ， )./ 和 ’(./ 的流量分别为 2 1+% ·+(*$& 和 % 1+% ·+(*$& 。 生长温度为 &"0"3&%"" 4，反应室总气压为 &5%%3 &%5% 678。以 ’( （&""）作为衬底，9( 作为催化剂， 催化剂膜的厚度约为 & !+。利用扫描电镜 （’:;） 和能量色散谱仪 （:-’）对产物进行了分析。 789 机制下 9": 晶须的生长 王 茳，刘兴钊，邓新武 （电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 !"##$%） 摘要：采用化学气相沉积 （&’(）法以气)液)固 （’*+）机制生长了碳化硅 （+,&）晶须，系统 研究了基片表面的气流状况、生长温度和反应室总气压等对 +,& 晶须形貌的影响。研究结果表 明：当基片表面存在较强的平流状态时，以生长 +,& 薄膜为主，很难形成晶须；生长温度及反应 室总气压对晶须的直径有较大影响，合适的生长温度以及较高的总压有利于晶须的生长。 关键词：化学气相沉积法；气)液)固机制；碳化硅晶须 中图分类号：<9%"/=& 文献标识码：> 文章编号：&2#&?/##2 （!""#）&"?"@/%?"% !"#$%& #’ ()* +&),-.", /0 12( 3.4&56),7 A>9B C(8*D，EFG H(*D?IJ8K，-:9B H(*?LM （!"#"$ %$& ’#( )* +,$-".)/0- 120/ 30,45 #/6 7/"$8.#"$6 9$:0-$5，;/0:$.50"& )* +,$-".)/0- !-0$/-$ #/6 1$-2/),)8& )* <20/#， <2$/86= 2&""0/，<20/#） 8/,%"54%：’(N(1K* 18OP(QR （’()）LJ(S6ROS LROR ST*UJRS(IRQ PT 1JR+(18N V8WKO QRWKS(U(K* （),-） UR1J*(XMR V(8 UJR V8WKO?N(XM(Q?SKN(Q （,E’）+R1J8*(S+= <JR RYYR1U KY UJR DOKLUJ UR+WRO8UMOR，UJR UKU8N WORSSMOR (* UJR OR81U(K* 1J8+PRO 8*Q UJR D8S YNKL O8UR *R8O UJR SMPSUO8UR L8S SUMQ(RQ= <JR ORSMNUS SJKL UJ8U NKL D8S YNKL O8UR *R8O UJR SMPSUO8UR (S *R1RSS8OT (* ’() LJ(S6ROS DOKLUJ= >W? WOKWO(8UR DOKLUJ UR+WRO8UMOR 8*Q J(DJRO UKU8N WORSSMOR (* UJR OR81U(K* 1J8+PRO 8OR SM(U8PNR YKO ’() LJ(S6ROS DOKLUJ= 9.0 $#":,：),- UR1J*(XMR；,E’ +R1J8*(S+；’() LJ(S6RO %&’