《碳化硅晶体生长与缺陷》PDF下载

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  • 作  者:施尔畏编著
  • 出 版 社:北京:科学出版社
  • 出版年份:2012
  • ISBN:9787030341280
  • 页数:361 页
图书介绍:硅元素和碳元素是大自然赐予人类的两个极为珍贵的物质礼物,我们可以说,如果没有它们,人类社会的生产和生活活动将会终止。虽然硅和碳是自然界中最丰量的元素,但在地球长达数十亿年的演化过程中,却没有形成有工业应用价值的结晶态碳化硅矿物。迄今为止,人们只是在金刚石或火山岩中发现了少量共生的天然结晶态碳化硅。实现碳化硅材料的人工制备,包括碳化硅陶瓷材料和碳化硅晶体,并将其运用到社会生产与生活的许多方面,是人类在近现代材料研究与工业技术领域的一个重大创造。本书是国家重点项目《PVT法碳化硅晶体生长与缺陷研究》的系统总结。共四章:第一章,着重介绍了碳化硅晶体的多型结构和表征方法。第二章,从硅-碳二元体系相图研究入手,系统介绍了对PVT法碳化硅晶体生长系统的认识,比较了它与其他晶体生长技术和气相材料制备技术的异同,认为在这类有组织的复杂系统中,可控变量之间存在着强耦合。第三章,集中讨论了PVT法碳化硅晶体生长体系中的气相组份SimCn和碳化硅晶体的生长机制。第四章,集中讨论了多型共生缺陷、镶嵌结构缺陷、堆垛层错、孔道与微管道等结晶缺陷的涵义、特征、在晶体中的运动、以及与其他类型结晶缺陷的关系。

1 碳化硅晶体的多型结构与表征 1

1.1 晶体的多型 1

1.2 碳化硅晶体的结构层与基本结构单元 4

1.3 碳化硅晶体多型的共生与连生 7

1.4 3C-SiC多型的结构 9

1.5 2H-SiC多型的结构 10

1.6 4H-SiC多型的结构 12

1.7 6H-SiC多型的结构 14

1.8 15R-SiC多型的结构 15

1.9 碳化硅晶体多型结构参数的变化 16

1.10 碳化硅晶体多型结构鉴别概述 17

1.11 X射线衍射法鉴别碳化硅晶体多型结构 18

1.12 高分辨率透射电子显微镜法鉴别碳化硅晶体多型结构 27

1.13 吸收光谱法鉴别碳化硅晶体多型结构 31

1.14 拉曼光谱法鉴别碳化硅晶体多型结构 37

符号说明和注解 53

2 碳化硅晶体的物理气相输运(PVT)法生长2.1 硅-碳二元体系和硅-碳-金属元素三元体系的相图 75

2.2 固态碳化硅分解升华的热力学研究 79

2.3 PVT法碳化硅晶体生长技术的发展历程 84

2.4 PVT法碳化硅晶体生长系统概述 89

2.5 PVT法碳化硅晶体生长模型研究 96

2.6 PVT法碳化硅晶体生长系统的可控变量与间接变量 108

2.7 PVT法碳化硅晶体生长系统变量之间的强耦合 115

2.8 生长原料区温度场和碳化硅粉体的演变 123

2.9 石墨坩埚生长腔内温度场的演变 133

符号说明和注解 140

3 气相组分和碳化硅晶体的生长机制 175

3.1 气相组分概述 175

3.2 PVT法碳化硅晶体生长的螺旋位错机制 184

3.3 气相组分在PVT法碳化硅晶体生长研究中的地位 203

3.4 纯硅气相组分Sim的稳定构型与能量 214

3.5 纯碳气相组分Cn的稳定构型与能量 219

3.6 硅碳气相组分SimCn的稳定构型与能量 222

3.7 气相组分SimCn构型的转变 230

3.8 气相组分SimCn的化学序 236

3.9 气相组分SimCn的相互作用 244

3.10 气相组分SimCn在生长界面上的结晶 249

符号说明和注解 260

4 碳化硅晶体的结晶缺陷 277

4.1 碳化硅晶体结晶缺陷概述 277

4.2 碳化硅晶片结晶质量的整体评价 281

4.3 碳化硅晶片几何特性和表面加工质量的整体评价 291

4.4 多型共生缺陷 297

4.5 镶嵌结构缺陷 307

4.6 堆垛层错 322

4.7 孔道与微管道 341

符号说明和注解 346