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作为第三代宽禁带半导体材料的代表,碳化硅(SiC)材料具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和速率高和击穿电场高等性质,在高温、高压、高频、大功率电子器件领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域有着不可替代的优势,是半导体材料研究的热点。SiC材料外延层的质量对于器件的制备与器件性能有重要影响。异质外延生长SiC材料存在晶格失配和内部缺陷情况,限制了功率半导体器件的应用。同质外延生长的SiC材料能够更好改善这一情况,但由于同质外延生长的4H-SiC材料的外延层与基底为同质材料,较难区分外延层与基底信号,外延层质量分析较困难。本文通过多波长紫外和横截面拉曼散射光谱,有效研究了一系列同质外延生长的4H-SiC薄膜不同晶层的晶体质量和载流子特性。此外,通过偏振拉曼光谱研究了 4H-SiC材料的各向异性。本文主要研究内容如下:(1)利用不同波长紫外激光的穿透性质,采用266nm,325nm,514nm激光激发,通过拉曼散射光谱,分析了不同硅碳比生长的同质外延4H-SiC薄膜表面层、中间层和整个外延层的质量特性。利用常被忽视的禁忌模E1(TO)特性,结合空间相关模型,得到了样品各层的晶体质量信息。研究表明,禁忌模E1(TO)对晶体质量变化敏感,是良好的质量探针。(2)采用横截面拉曼散射光谱,研究了同质外延undoped 4H-SiC/n+4H-SiC样品内部不同晶层的载流子特性。研究发现:沿生长方向,拉曼A1(LA)、E2(T0)和A1(L0)模的峰位和峰强均未发生明显变化,说明不同杂质浓度对E2和A1模的影响不大。但对LOPC模有影响,不同位置LOPC模的峰位和峰强都不相同,通过比较LOPC模的线型变化,得到了样品沿生长方向上各晶层的载流子浓度变化性质。(3)采用变角度偏振拉曼散射光谱,通过声子色散关系研究了 4H-SiC的各向异性。实验得到在入射光偏振方向与晶体光轴的夹角发生改变时,其散射光的A1、E2和E1模的偏振分量与夹角θ之间的变化关系。根据拉曼选择定则,拟合分析得到了A1、E1和E2模各拉曼张量元的数值,分析了其各向异性特性。