GSMBE外延生长SGOI材料的退火行为

在SIMOX SOI超薄硅衬底上外延生长了高质量SiGe合金薄膜来制备SGOI(SiGe on insulator)样品，并研究了其在1050℃氧化气氛中的高温退火行为．用Raman，DCXRD，RBS和光学显微镜等分析手段对SGOI样品在退火前后的性能进行了表征．分析结果表明：SGOI样品表面的穿透位错密度约为5e５ｃｍ－２；高温退火处理可以促进SGOI样品中异质外延生长SiGe合金薄膜的弛豫化和超薄Si夹层向SiGe合金薄膜的转化，进一步提高SiGe薄膜的晶体质量，并且有助于获得高Ge组分的SGOI材料．     

改进型Ge浓缩技术制备SGOI及其机理

对Ge浓缩技术进行改进，通过对Si/SiGe/Si三明治结构氧化退火，成功制备了Ge含量高达18%的SGOI材料. 实验结果表明：顶层的Si可以有效抑制SiGe层氧化初期Ge元素的损失，退火过程有助于Ge元素在SiGe层中的均匀分布，同时也减轻了Ge元素在氧化层下的聚集. 在高温条件（1150℃）下制备的SGOI材料应力完全释放，几乎没有引入位错.     

改进型Ge浓缩技术制备SGOI及其机理

对Ge浓缩技术进行改进,通过对Si/SiGe/Si三明治结构氧化退火,成功制备了Ge含量高达18%的SGOI材料.实验结果表明:顶层的Si可以有效抑制SiGe层氧化初期Ge元素的损失,退火过程有助于Ge元素在SiGe层中的均匀分布,同时也减轻了Ge元素在氧化层下的聚集.在高温条件(1150℃)下制备的SGOI材料应力完全释放,几乎没有引入位错.     

改进型Ge浓缩技术制备SGOI及其机理

对Ge浓缩技术进行改进,通过对Si/SiGe/Si三明治结构氧化退火,成功制备了Ge含量高达18%的SGOI材料.实验结果表明:顶层的Si可以有效抑制SiGe层氧化初期Ge元素的损失,退火过程有助于Ge元素在SiGe层中的均匀分布,同时也减轻了Ge元素在氧化层下的聚集.在高温条件(1150℃)下制备的SGOI材料应力完全释放,几乎没有引入位错.     

溅射SiGe薄膜及其等时等温退火效应

分别在n-Si(100)和SiO2衬底上用离子束溅射法淀积SiGe薄膜.用俄歇电子谱测定薄膜Ge含量为15%～16%.对样品进行常规炉退火以考察退火温度和时间对薄膜结晶度的影响.采用X射线衍射确定薄膜物相.发现在同样退火条件下,SiGe在n-Si衬底上比SiO2上有更高的结晶度.通过曲线拟合,得到平均晶粒尺寸与退火温度和时间的依赖关系分别是自然指数和近线性的抛物线函数.推断出溅射SiGe薄膜的热退火结晶可能是晶粒生长控制过程.     

溅射SiGe薄膜及其等时等温退火效应

分别在n-Si(100)和SiO2衬底上用离子束溅射法淀积SiGe薄膜.用俄歇电子谱测定薄膜Ge含量为15%～16%.对样品进行常规炉退火以考察退火温度和时间对薄膜结晶度的影响.采用X射线衍射确定薄膜物相.发现在同样退火条件下,SiGe在n-Si衬底上比SiO2上有更高的结晶度.通过曲线拟合,得到平均晶粒尺寸与退火温度和时间的依赖关系分别是自然指数和近线性的抛物线函数.推断出溅射SiGe薄膜的热退火结晶可能是晶粒生长控制过程.     

绝缘层上应变SiGe沟道p-MOSFET电学特性模拟分析

利用数值模拟软件ISE TCAD对绝缘层上应变SiGe(SGOI)和Si(SOI)p-MOSFET的电学特性进行了二维数值模拟.计算结果表明,与传统的SOI p-MOSFET相比,SGOI p-MOSFET的漏源饱和电流几乎要高出两倍; 其亚阈值电流要高出1～3个数量级.Ge合金组分作为应变SiGe沟道MOSFET的重要参数,就不同Ge合金组分对SGOI p-MOSFET的电学特性的影响也进行了较为深入的研究.随着Ge合金组分的增大,SGOI p-MOSFET的总体电学性能有所提高.     

RPCVD生长SiGe薄膜及其性能研究

利用应用材料公司外延设备,在Si(001)衬底上,通过RPCVD方式生长出完全应变、无位错的SiGe外延层.通过X射线衍射和原子力显微镜测试技术,得到了外延层Ge摩尔分数、外延层厚度、生长速率以及表面粗糙度等参数,研究了运用RPCVD方法制备的应变SiGe外延层的生长特性以及薄膜特性.结果表明,在660℃所生长的薄膜,其XRD图像均出现了Pendelossung条纹,表明薄膜质量较好.Ge摩尔分数高达16.5%.薄膜表面粗糙度RMS在0.3～0.6nm.     

微区中MBE共度生长SiGe/Si异质结构的应变和退火效应

报道了在Si衬底上微米尺寸的介质膜窗口中,采用分子束外延技术共度生长的Si0.8Ge0.2薄膜的应变及其退火特性. 实验表明,微区生长材料的这些特性,与同一衬底上无边界约束条件下生长的材料相比,有明显的不同.微米尺寸窗口中生长的SiGe/Si材料的应变与窗口尺寸有关,也和窗口的掩膜中的内应力有关.实验还表明,边缘效应对于微区中共度生长的SiGe/Si材料的热稳定性也有显著的影响.在3μm×3μm窗口中共度生长的Si0.8Ge0.2/Si异质结构材料,在950℃高温退火30min后,它的应变弛豫不大于4%.远小于同一衬底上非微区生长材料的应变弛豫.文章还对微区生长材料的这些特性成因进行了探讨.     

微区中MBE共度生长SiGe/Si异质结构的应变和退火效应

报道了在Si衬底上微米尺寸的介质膜窗口中,采用分子束外延技术共度生长的Si0.8Ge0.2薄膜的应变及其退火特性. 实验表明,微区生长材料的这些特性,与同一衬底上无边界约束条件下生长的材料相比,有明显的不同.微米尺寸窗口中生长的SiGe/Si材料的应变与窗口尺寸有关,也和窗口的掩膜中的内应力有关.实验还表明,边缘效应对于微区中共度生长的SiGe/Si材料的热稳定性也有显著的影响.在3μm×3μm窗口中共度生长的Si0.8Ge0.2/Si异质结构材料,在950℃高温退火30min后,它的应变弛豫不大于4%.远小于同一衬底上非微区生长材料的应变弛豫.文章还对微区生长材料的这些特性成因进行了探讨.