UHV/CVD外延生长SiGe/Si表面反应动力学

利用SiH4和GeH4作为源气体,对UHV/CVD生长Si1-xGex/Si外延层的表面反应机理进行了研究,通过TPD、RHEED等实验观察了Si(100)表面SiH4的饱和吸附、热脱附过程,得出SiH4的分解应该是每个SiH4分子的4个H原子全部都吸附到了Si表面,SiH4的吸附率正比于表面空位的4次方,并分析了GeH4的表面吸附机制.在此基础上建立了UHV/CVD生长Si1-xGex/Si的表面反应动力学模型,利用模型对实验结果进行了模拟,二者符合得很好.     

弛豫SiGe外延层的UHV/CVD生长

利用自制的冷壁石英腔UHV/CVD设备,600℃条件下,通过Ge组分渐变缓冲层技术,在Si(100)衬底上成功地生长出完全弛豫、无穿透位错的Si0.38Ge0.17外延层,并在其上获得了具有张应变的Si盖帽层.另外,还在550℃下生长了同样结构的样品,发现此样品厚度明显变薄,组分渐变层的应变释放不完全,位错网稀疏而且不均匀,其上的Si0.83Ge0.17外延层具有明显的穿透位错.     

UHV/CVD生长SiGe/Si异质结构材料

以 Si2 H6 和 Ge H4 作为源气体 ,用 UHV/CVD方法在 Si( 1 0 0 )衬底上生长了 Si1- x Gex 合金材料和 Si1- x Gex/Si多量子阱结构 .用原子力显微镜、X光双晶衍射和透射电子显微镜对样品的表面形貌、均匀性、晶格质量、界面质量等进行了研究 .结果表明样品的表面平整光滑 ,平均粗糙度为 1 .2 nm;整个外延片各处的晶体质量都比较好 ,各处生长速率平均偏差为 3.31 % ,合金组分 x值的平均偏差为 2 .0 1 % ;Si1- x Gex/Si多量子阱材料的 X光双晶衍射曲线中不仅存在多级卫星峰 ,而且在卫星峰之间观察到了 Pendellosung条纹 ,表明晶格质量和界面质量都很好 ;Si     

UHV/CVD生长SiGe/Si异质结构材料

以Si2H6和GeH4作为源气体,用UHV/CVD方法在Si(100)衬底上生长了Sil-xGex合金材料和Si1-xGex/Si多量子阱结构.用原子力显微镜、X光双晶衍射和透射电子显微镜对样品的表面形貌、均匀性、晶格质量、界面质量等进行了研究.结果表明样品的表面平整光滑,平均粗糙度为1.2nm;整个外延片各处的晶体质量都比较好,各处生长速率平均偏差为3.31％,合金组分x值的平均偏差为2.01％;Si1-xGex/Si多量子阱材料的X光双晶衍射曲线中不仅存在多级卫星峰,而且在卫星峰之间观察到了Pendellosung条纹,表明晶格质量和界面质量都很好;Si1-xGex/Si多量子阱材料的TEM照片中观察不到位错的存在.     

弛豫SiGe外延层的UHV/CVD生长

利用自制的冷壁石英腔UHV/CVD设备,600℃条件下,通过Ge组分渐变缓冲层技术,在Si(100)衬底上成功地生长出完全弛豫、无穿透位错的Si0.83Ge0.17外延层,并在其上获得了具有张应变的Si盖帽层.另外,还在550℃下生长了同样结构的样品,发现此样品厚度明显变薄,组分渐变层的应变释放不完全,位错网稀疏而且不均匀,其上的Si0.83Ge0.17外延层具有明显的穿透位错     

H2对UHV/CVD低温选择性外延生长Si1-xGex的影响

利用超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)成功实现了Si1-xGex的低温选择性外延生长,并研究了H2对选择性外延生长的影响及其作用机理.以SiH4和GeH4为反应气源,在开有6mm×6mm窗口氧化硅片上进行Si1-xGex外延层的生长.首先分别以不含H2(纯GeH4)和含H2(90%H2稀释的GeH4)的两种Ge源进行选择性外延生长.通过SEM观察两种情况下氧化硅片表面,发现H2的存在对选择性外延生长有至关重要的作用.接着以90%H2稀释的GeH4为Ge源,变化Si源和Ge源的流量比改变H2分压,以获得SiH4和GeH4(90%H2)的最佳流量比,使外延生长的选择性达到最好.利用SEM观察在不同流量比时,经40min外延生长后各样品的表面形貌,并对其进行比较,分析了H2分压在Si1-xGex选择性外延生长中的作用机理.     

HV/CVD系统Si、SiGe低温掺杂外延

研究了硼烷（B2H6）掺杂锗硅外延和磷烷（PH3）掺杂硅外延的外延速率和掺杂浓度与掺杂气体流量的关系．B浓度与B2H6流量基本上成正比例关系;生长了B浓度直至1019cm-3的多层阶梯结构,各层掺杂浓度均匀,过渡区约20nm,在整个外延层,Ge组分（x=0.20）均匀而稳定．PH3掺杂外延速率随PH3流量增加而逐渐下降;P浓度在PH3流量约为1.7sccm时达到了峰值（约6×1018cm-3）．分别按PH3流量递增和递减的顺序生长了多层结构用以研究PH3掺杂Si外延的特殊性质．     

HV/CVD系统Si、SiGe低温掺杂外延

研究了硼烷 (B2 H6 )掺杂锗硅外延和磷烷 (PH3)掺杂硅外延的外延速率和掺杂浓度与掺杂气体流量的关系 .B浓度与 B2 H6 流量基本上成正比例关系 ;生长了 B浓度直至 10 1 9cm- 3的多层阶梯结构 ,各层掺杂浓度均匀 ,过渡区约 2 0 nm,在整个外延层 ,Ge组分 (x=0 .2 0 )均匀而稳定 .PH3掺杂外延速率随 PH3流量增加而逐渐下降 ;P浓度在 PH3流量约为 1.7sccm时达到了峰值 (约 6× 10 1 8cm- 3) .分别按 PH3流量递增和递减的顺序生长了多层结构用以研究 PH3掺杂 Si外延的特殊性质     

用于SiGe HBT器件的UHV/CVDn-型硅外延研究

利用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)设备,在掺As n+型Si衬底上生长了掺P n-型Si外延层.用扩展电阻法分析了在不同的生长温度和PH3气体流量下生长的Si外延层的过渡区厚度.结果表明,生长温度对n+-Si衬底的As外扩有明显影响,在700℃下生长的Si外延层的过渡区厚度为0.16μm,而在500℃下仅为0.06μm,且杂质分布非常陡峭.X射线双晶衍射分析表明在700℃下生长的Si外延层的质量很高.制作的锗硅异质结晶体管(SiGe HBT)的击穿特性很硬,击穿电压为14.5V,在 V CB =14.0V下的漏电流仅为0.3μA;输出特性很好,在 V CE =5V, I C=3mA时的放大倍数为60.     

UHV/CVD低温生长硅外延层的性能研究

本文利用自行研制的一台超高真空化学气相沉积（ＵＨＶ／ＣＶＤ）系统，在７８０℃下进行了硅低温外延，取得了表面平整、缺陷密度低、界面质量良好、界面杂质分布陡峭的薄外延层     

用于SiGeHBT器件的UHV/CVDn~-型硅外延研究

利用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)设备,在掺Asn+型Si衬底上生长了掺Pn-型Si外延层.用扩展电阻法分析了在不同的生长温度和PH3气体流量下生长的Si外延层的过渡区厚度.结果表明,生长温度对n+-Si衬底的As外扩有明显影响,在700℃下生长的Si外延层的过渡区厚度为0.16μm,而在500℃下仅为0.06μm,且杂质分布非常陡峭.X射线双晶衍射分析表明在700℃下生长的Si外延层的质量很高.制作的锗硅异质结晶体管(SiGeHBT)的击穿特性很硬,击穿电压为14.5V,在VCB=14.0V下的漏电流仅为0.3μA;输出特性很好,在VCE=5V,IC=3mA时的放大倍数为60     

超高真空化学气相生长用于应变硅的高质量SiGe缓冲层

采用UHV/CVD技术,以多层SiGe/Si结构作为缓冲层来生长应变弛豫SiGe虚衬底,并在此基础上生长出了具有张应力的Si层.利用高分辨X射线、二次离子质谱仪和原子力显微镜分别对薄膜的晶体质量、厚度以及平整度进行了分析.结果表明,通过这种方法制备的SiGe虚衬底,不仅可以有效提高外延层中Ge含量,以达到器件设计需要,而且保证很好的晶体质量和平整的表面.Schimmel液腐蚀后观察到的位错密度只有1×106cm-2.     

双层多孔硅结构上的UHV/CVD硅外延

报道了采用超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)在多孔硅层上的单晶硅外延技术 .研究了两步阳极化法形成不同多孔度的双层多孔硅层及外延前对多孔硅进行长时间的低温真空预处理等工艺 .对获得的外延层作了 XRD、XTEM和扩展电阻等测量 ,测量结果表明硅外延层单晶性好 ,并和硅衬底、多孔硅层具有相同的晶向 .硅外延层为 P型 ,电阻率大于 1 0 0 Ω·cm.     

超高真空化学气相生长用于应变硅的高质量SiGe缓冲层

采用UHV/CVD技术,以多层SiGe/Si结构作为缓冲层来生长应变弛豫SiGe虚衬底,并在此基础上生长出了具有张应力的Si层.利用高分辨X射线、二次离子质谱仪和原子力显微镜分别对薄膜的晶体质量、厚度以及平整度进行了分析.结果表明,通过这种方法制备的SiGe虚衬底,不仅可以有效提高外延层中Ge含量,以达到器件设计需要,而且保证很好的晶体质量和平整的表面.Schimmel液腐蚀后观察到的位错密度只有1×106cm-2.     

超高真空CVD对锗硅外延材料中锗分布的优化

对自行研制的超高真空化学气相外延设备(RHT/UHV/CVD SGE500)的气路系统进行了改进,使之能够生长出较好的Ge分布图形。利用X射线双晶衍射(DCXRD)和二次离子质谱(SIMS)测试技术,研究并优化了外延生长参量,最终得到了具有优化Ge分布的SiGe材料。     

Growth of SiGe Films by Cold-wall UHV/CVD Using GeH4 and Si2H6

An ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV/CVD) system is introduced.SiGe alloys and SiGe/Si multiple quantum wells (MQWs) have been grown by cold-wall UHV/CVD using disilane(Si2H6) and germane (GeH4) as the reactant gases on Si(100) substrates.The growth rate and Ge contents in SiGe alloys are studied at different temperature and different gas flow.The growth rate of SiGe alloy is decreased with the increase of GeH4 flow at high temperature.X-ray diffraction measurement shows that SiGe/Si MQWs have good crystallinity,sharp interface and uniformity.No dislocation is found in the observation of transmission electron microscopy(TEM) of SiGe/Si MQWs.The average deviation of the thickness and the fraction of Ge in single SiGe alloy sample are 3.31% and 2.01%, respectively.     

用于SiGe材料生长的新型UHV/UV/CVD系统

介绍了新近研制的用于ＳｉＧｅ材料生长的超高真空（ＵＨＶ）／紫外光（ＵＶ）／能量辅助ＣＶＤ工艺系统。