对于硅碳棒而言，由于熔融状态下的硅碳棒非常难以得到，使得硅碳棒的质量，始终没有利用“提拉法”，从液态Si中生长出的单晶Si质量好.而在VLS生长机制中，由于有液相Ni-Si合金的加入，有利于提高硅碳棒薄膜的结晶质量。图5一为利用VLS生长机制，在Si基片上生长的硅碳棒薄膜XRD图谱.实验中，金属Ni作为催化剂，厚度约为2 .m，其他生长条件与前面的硅碳棒晶须合成实验一样。从图4-32中可以看出，除了Si基片峰以外，只有3C-硅碳棒的(111)峰存在。薄膜摇摆曲线的半高宽仅为0.90，表明利用VLS生长原理合成的硅碳棒薄膜具有良好的结晶性。

    1.本章在硅碳棒自组装生长机制及控制研究的基础上，通过对催化剂位置的控制，以VLS自组装生长机制，在Si基片上成功地合成了硅碳棒微米柱阵列，确定了硅碳棒微米柱的最佳生长条件:HZ流量为500 scan. CH4和SiH4的流量分别为3 scc.和13 scan，反应室气压控制为60 Ton，生长时间为1小时。

    2.通过SEM, EDS, EBSD, TEM和微区拉曼分析表明，自组装生长的硅碳棒微米柱阵列结构完整，缺陷少，残余应力仅为0.3 GPa，具有良好的结晶性。

    3.利用VLS生长机制，在刻蚀有凹槽的Si (100)基片上成功地选择性生长出了3C-硅碳棒薄膜，通过SEM, EDS, XRD和微区拉曼分析，表明生长出的硅碳棒缺陷较少，具有良好的结晶性，并实现了毫米量级的长条状硅碳棒薄膜自组装选择性外延生长。

    4.采用较厚的金属Ni膜作为催化剂，利用VLS自组装生长机理，成功地在Si基片上实现了3C-硅碳棒薄膜生长，并且外延的3C-硅碳棒薄膜具有较高的结晶质量。

    在硅碳棒微米柱的自组装研究中，我们发现，随着生长时间的延长，当硅碳棒微米柱的高度超过孔及表面覆盖层的高度后，所生长的硅碳棒微米柱尺度明显扩大，且不再保持圆柱状特征，如图5-1示。在硅碳棒微米柱生长后期由于液滴不再受到孔的约束，液滴存在横向扩展的趋势，而且，在高温下，液滴有可能会在基片表面运动，从而导致了硅碳棒微米柱的横向生长。如果在整个基片表面存在液相催化剂，则有可能实现硅碳棒薄膜的VLS生长.本章在前面硅碳棒微米柱阵列合成的基础上，开展了硅碳棒薄膜的VLS生长研究。www.zbqunqiang.cn