但是由于硅碳棒单晶生长条件非常苛刻，使得单晶硅碳棒依然存在非常多的缺陷，例如:大角晶界，小角晶界，陨石坑，3C夹杂物，大的台阶集束以及大量的微管等等，缺陷的存在严重影响了外延层的质量。因此，当前人们对同质外延的研究大多集中在硅碳棒薄膜表面的缺陷上，而对微管的研究是现在的热点之一。这是因为硅碳棒器件的高压特性受制于微管的密度(一般为100-1OZicW2)，微管的存在严重阻碍了硅碳棒材料的普及应用。人们首先想到是在硅碳棒单晶生长过程中消除微管，并且对此进行了大量的研究，提出了若干种模型:发现形成微管的关键是由于有大博格矢量(超过lnm)的存在;观察到螺旋位错总是伴随着微管的产生而存在;发现大的台阶与微管的产生联系紧密;提出了著名的微管起源理论，他认为主要是在硅碳棒生长过程中，由于Si原子或者C原子在局部富集，造成局部的化学配比失衡，致局部生长速率的不一致，最后造成了微管产生;目前，公司已经推出微管较少的S1C单晶基片(W/Cn12)r并且他们预计在不久的将来可以在基片上完全消除微管的存在。但是，由于其工艺复杂，基片售价昂贵，使得在硅碳棒外延层中完全消除微管的存在，仍然是硅碳棒同质外延领域的研究重点之一:首次使用液相外延(LPE)在硅碳棒外延层中消除了微管。但是，采用液相外延生长硅碳棒薄膜，不仅设备要求较高，而且生长种子与生长源之间存在温度梯度，生长不易控制;随后，使用CVD方法，利用较小的C/Si比，外延生长了微管密度很小的硅碳棒薄膜，并且发现了不同的C/Si比例对微管密度的影响很大，如图1-7所示，他们认为要使微管消除必须要达到:基片微管处外延薄膜的生长模式要以台阶流的方式生长为主，而不能发生螺旋式生长;在6H-硅碳棒和4H-硅碳棒上则利用较小的C/Si比几乎消除了微管的存在。研究表明，随着CISi比的降低，虽然在外延层中封堵了来自于基片的微管，但是牺牲了外延层的其他特性，例如其表面形貌以及电学性质等，同时，伴随着C/Si比的降低，表面小丘的密度会增加等等。正因为如此，人们希望在封闭微管的同时，提高表面平整度，制备出适合半导体器件要求的硅碳棒外延薄膜。www.zbqunqiang.cn （P18）