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UHVCVD生长锗硅薄膜及其电学性能研究

刘国军  
【摘要】:随着SiGe技术逐渐向超薄、低维材料方向发展,对锗硅材料的生长提出了更高的要求。超高真空化学气相沉积(UHVCVD)具有超净的生长环境、能够在低温、低压下生长锗硅材料,可精确控制薄膜生长等优点。是一种先进的SiGe薄膜生长技术。采用该技术对较低温度(600℃)下锗硅薄膜生长及器件制备进行了研究。包括锗硅单层、多层结构的外延生长、以及金属诱导生长多晶锗硅和肖特基二极管原型器件的制备。使用多种测试技术(HRXRD、SIMS、SEM、TEM、Hall、I-V等)对薄膜形貌、晶体质量以及电学性能进行了测试分析。 采用自行研制的UHV/CVD-Ⅱ设备,成功地生长出高质量SiGe/Si单层、多层外延层,测试结果表明获得的多层外延SiGe/Si界面清晰、陡峭,各层组分和厚度均匀,周期性好;制备的SiGe/Si单层和多层结构Au肖特基二极管原型器件,器件高频性能较好,研究了Si顶层和处理工艺对其电学特性的影响。 采用金属诱导与UHVCVD技术相结合在500℃左右生长出质量较好的多晶锗硅薄膜。金属镍的厚度会对多晶锗硅薄膜晶粒尺寸产生重要的影响。生成的Ni硅化物可以作为肖特基结一端的欧姆接触,对制作垂直型器件非常有利,用该方法生长的多晶锗硅薄膜制备的肖特基二极管原型器件具有较好的整流特性,整流比可达8000。


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