UHV/CVD外延生长硅及锗硅单晶薄膜

【摘要】：本文采用超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)技术,对较低的温度(550～660℃)下生长硅和锗硅外延工艺及其应用进行研究。主要包括锗硅单层和多层(多量子阱和超晶格)结构的外延生长和表征以及对外延生长高质量的弛豫锗硅虚衬底进行的探讨。 研究中利用了高分辨率X射线衍射(HRXRD)、二次离子质谱、拉曼光谱、原子力显微镜等多种测试技术。 实验采用本实验室自行研制的UHV/CVD-Ⅱ外延设备。首先成功地生长出了高质量、组分范围较宽(0.127≤X≤0.56)的单层锗硅外延,生长的同时不断对生长参数进行优化。对于生长中的温度,气源注入流量比,组分和生长速度之间的关系和它们对外延层质量的影响作了系统的研究;然后,在此基础之上,生长了Si/SiGe多量子阱和超晶格多层结构外延,测试结果表明所获得的多层外延Si/SiGe分界清晰,界面陡峭且平整,各层组分和厚度分布均匀,周期性好,有效的避免了界面的原子互扩散;最后,我们还成功地生长了质量较高的高Ge含量的弛豫SiGe虚衬底,为发展应变Si器件打下了基础。