在硅碳棒的生长过程中，由于Si基片与硅碳棒薄膜之间存在8%的热膨胀系数差异，使得在实验结束的降温过程当中，会在生长的硅碳棒薄膜中形成较大的热应力。如果忽略SiC薄膜与Si基片界面处热膨胀系数的变化，外延层中的平均热应力可以通过弹性形变理论进行计算其中，0a是Si基片和SiC外延层之间的热膨胀系数之间的差异，0T是SiC晶须生长时的温度和室温之间的差异，E和Y分别是SiC外延层的杨氏模量和泊松系数。对于不同的Si基片而言试验中，我们采用的是Si(100)基片，通过计算得到:通过拉曼分析谱，我们可以计算出SiC外延层中的残余应力其中和枷为实际测量得到的SiC的LO和TO峰位，而且通过拉曼分析，我们还可以得到SiC外延层中相对晶格常数的变化其中ao是硅碳棒的晶格常数，将硅碳棒的TO峰位(795.1ctri1)，代入方程式4-1和4-2可得:负号表示在硅碳棒微米柱中残余应力为拉应力，也就是说在Si基片中存在相对应的压应力.同时，算出的残余应力比一些文献中ps报道的要小，这主要是硅碳棒微米柱的生长机理不同造成的.在传统的硅碳棒薄膜生长中，硅碳棒是直接从含C源和Si源的气体中反应得到的，成核发生在气一固(V-S)的界面上.而我们以VLS生长机制生长硅碳棒微米柱，在生长过程中，C原子和Si原子以溶质的形式进入Ni-C-Si液相合金中，硅碳棒的成核发生在液一固(L-S)的界面上.正是由于Ni-C-Si液相合金的加入，有效地降低了硅碳棒生长过程中产生的残余应力，提高了硅碳棒微米柱的质量。综上所述，我们在图形化的Si基片上，以金属Ni作为催化剂，成功的生长出了实心的硅碳棒微米柱，实现了硅碳棒微米柱的定向生长。同时，通过对硅碳棒微米柱电子背散射衍射、透射电子显微镜、微拉曼光谱分析表明:生长出的SiC微米柱缺陷较少，残余应力较小，具有良好的结晶质量。 www.zbqunqiang.cn  （P63）