硅碳棒单晶基片不仅制备复杂，同时由于表面许多缺陷的存在，严重地影响了硅碳棒材料的电学性质。因此，硅碳棒器件很难直接制作在硅碳棒基片上。同时，器件制作要求在特定的衬底上生长具有不同杂质种类和浓度的硅碳棒薄层，同时，针对不同器件的要求，需要精确控制薄膜厚度，因此，为了提高硅碳棒晶体质量，减少硅碳棒表面缺陷，精确控制硅碳棒厚度以及掺杂浓度，外延生长高质量的硅碳棒薄膜一直是人们研究的热点之一。

    硅碳棒异质外延一般指在非硅碳棒基片上外延生长硅碳棒薄膜。经过人们几十年的努力，现在已经在蓝宝石[32, 331.  AIN[341, TiC和Si衬底上成功外延硅碳棒薄膜。其中，异质外延的研究主要集中在Si基片上外延生长硅碳棒薄膜，这是由于:单晶硅基片的成本低，结晶完美，取向可控且晶圆直径较大，便于与传统的Si半导体工艺集成;而且外延出的3C-硅碳棒与Si同为立方晶系，3C-硅碳棒的迁移率在几种常见的 硅碳棒同素异构体中是最高的，有利于提高硅碳棒半导体器件的性质。

    3C-硅碳棒薄膜生长的研究I作很早就开始T，但直到1983年，提出了“两步生长工艺”，在Si基片上异质外延生长出了高质量的3C-硅碳棒外延薄膜，研究工作才慢慢活跃起来，外延方法也开始丰富多样，并取得了一定的进展。目前，“两步生长工艺”己经成为3C-硅碳棒薄膜生长的标准化工艺而被人们所广泛使用，其工艺流程为:在生长刚开始时，反应室中只引入C源气体，对单晶Si基片表面进行碳化处理，利用Si基片中的Si，生长出一层非常薄的硅碳棒作为缓冲层，然后再在此缓冲层上同时通入C源和Si源气体，进行3C-硅碳棒薄膜的外延生长。

    就Si基片上异质外延生长3C-硅碳棒薄膜的制备方法而言，主要有液相外延法、溅射法、分子束外延法和化学气相沉积法等。其中，液相外延法成膜质量较高，但在高温下由于温度梯度的存在，使得生长条件不易控制，稳定性和重复性较差;溅射法异质外延生长3C-硅碳棒薄膜时，由于制备过程当中，有较强的离子和电子辐射的存在，使得薄膜的成分极易发生变化，生长条件不易控制，并且生长速率较低;分子束外延法成膜质量较高，且可控性和重复性好，但是成膜速率偏低，不能满足硅碳棒半导体器件制作的需要;而相比之下，作为目前制备3C-硅碳棒薄膜最常用的方法，化学气相沉积法有如下优点:

    1.沉积生长速率快，且可以将大量的基板或工件放置于同一反应室中，一次性同时生长出较为均匀的薄膜。

    2.能够调节多种反应气体的流量，合成物的成分可以在一定的范围内得到控制，使得生长组成和结构复杂的晶体成为了可能。

    3.能得到残余应力小、致密性好、结晶良好的薄膜。

    4.反应在常压或低真空中进行，镀膜的绕射性好。

    5.薄膜的生长温度比薄膜本身材料的熔点低得多，利用化学气相沉积法可以制备结晶较好的薄膜，这是生长半导体薄膜必须满足的条件之一。www.zbqunqiang.cn  （p13）