4H-SiC外延層中結(jié)構(gòu)缺陷的分子動力學(xué)研究.pdf

1、4H-SiC材料具有許多優(yōu)于硅材料的優(yōu)良性質(zhì)，已成為國際上新材料領(lǐng)域及微電子和光電子領(lǐng)域研究的熱點。本文對同質(zhì)外延生長的4H-SiC材料中的缺陷進行研究。主要研究4H-SiC外延材料中存在的堆垛層錯的形成機理，以及將這些位錯進行分子動力學(xué)的模擬時的計算方法等。
　　 本文介紹了SiC材料的晶體結(jié)構(gòu)，以及晶體結(jié)構(gòu)與缺陷之間的關(guān)系。詳細介紹了SiC外延材料中的缺陷類型，形貌缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷；介紹了這些缺陷的起源、特性和對器件的影響。介

2、紹了課題的背景，由于SiC外延生長中經(jīng)常產(chǎn)生一定密度的位錯，理論和實驗的需求促使人們研究SiC中位錯的性質(zhì)。介紹了分子動力學(xué)模擬計算的特點。分子動力學(xué)模擬由于其自身特有的優(yōu)點，成為研究材料位錯的有效工具。講解了位錯理論。包括位錯的彈性場模型，位錯的分類方法，位錯受力。講解了分子動力學(xué)的計算方法。在講述基本的分子動力學(xué)原理的同時，特別注意選取了流行的2種勢函數(shù)來講解。介紹了Parinello-Rahman算法，這一算法允許了邊界變化，使得

3、分子模擬可以用來研究位錯的運動。
　　 本文對4H-SiC外延材料的結(jié)構(gòu)缺陷進行了研究。對外延材料中存在的位錯、微管和堆垛層錯等結(jié)構(gòu)缺陷進行了詳細的研究。另外還對4H-SiC中局部位錯的形成及運動機理，微管的形態(tài)和分類等進行了研究。分析利用分子動力學(xué)模擬方法驗證了4H-SiC中局部位錯的Si位錯芯及C位錯芯的彎結(jié)運動機理(REDG機制)，得出在對稱重組(SRs)中Si(g)30°局部位錯對于REDG的貢獻。對以后用分子動力學(xué)方法