双异质外延SOI材料Si/γ-Al2O3/Si的外延生长

利用MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)和APCVD(atmosphere chemical vapor deposition)硅外延技术在Si(100)衬底上成功地制备了双异质Si/γ-Al2O3/Si SOI材料.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)及俄歇能谱(AES)对材料进行了表征.测试结果表明,外延生长的γ-Al2O3和Si薄膜都是单晶薄膜,其结晶取向为(100)方向,外延层中Al与O化学配比为2:3.同时,γ-A12O3外延层具有良好的绝缘性能,其介电常数为8.3,击穿场强为2.5MV/cm.AES的结果表明,Si/γ-Al2O3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰.     

两步生长和直接生长GaAs/Si单晶薄膜的比较

报道了采用热壁外延(HWE)技术,在(100),(111)和(211)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较,得出结论:(1)相同取向Si衬底,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量比直接生长法制备的GaAs薄膜的要好;(2)采用HWE技术在Si上异质外延GaAs薄膜,其表面缓冲层的生长是降低位错、提高外延质量的基础;(3)不同取向Si衬底对GaAs外延层结晶质量有影响, (211)面外延的GaAs薄膜质量最好,(100)面次之,(111)面最差.     

双异质外延SOI材料Si/γ-Al_2O_3/Si的外延生长

利用MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)和APCVD(atmosphere chemical vapor deposition)硅外延技术在Si(10 0 )衬底上成功地制备了双异质Si/γ- Al2 O3/Si SOI材料.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)及俄歇能谱(AES)对材料进行了表征.测试结果表明,外延生长的γ- Al2 O3和Si薄膜都是单晶薄膜,其结晶取向为(10 0 )方向,外延层中Al与O化学配比为2∶3.同时,γ- Al2 O3外延层具有良好的绝缘性能,其介电常数为8.3,击穿场强为2 .5 MV/cm.AES的结果表明,Si/γ- Al2 O3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰.     

Si衬底上ZnO外延膜结构性质的比较

采用连通式双反应室高温MOCVD系统在Si衬底上外延ZnO薄膜,通过卢瑟福背散射/沟道(RBS/C)及高分辨X射线衍射(HR-XRD)技术对不同衬底条件的ZnO外延膜进行了组分及结构分析,结果表明在采用SiC缓冲层后,Si(111)衬底上ZnO(0002)面衍射峰半高宽明显减小,缺陷密度降低,单晶质量显著变好,c轴方向应变由0.49%变为-0.16%,即由拉应变变为压应变且应变值变小,说明SiC缓冲层可以有效地减小ZnO与Si衬底晶格失配带来的应变,改善外延膜质量,实现Si衬底上单晶ZnO的生长.     

以Si为衬底GaAs异质外延工艺及其在半导体激光器中应用的研究进展

本文较系统地评述了 MOCVD 或 MBE 实现以 Si 为衬底 GaAs 异质外延工艺,及其在半导体激光器中应用的研究进展。叙述了以 Si 为衬底异质外延的工艺关键,使用 GaAs/Si 材料制备激光器的发展水平,降低外延层中位错密度和应力可能的方法。最后,介绍了该技术及其用于制备高性能激光器的发展动向。     

无掩模Si圆柱纳米图形衬底上GaAs的异变外延生长

采用金属有机化学气相沉积方法在无掩模的直径为400nm的圆柱Si(100)图形衬底上外延生长了GaAs薄膜。图形衬底采用纳米压印技术及反应离子刻蚀技术制作而成。运用两步法生长工艺在此图形衬底上制备了厚度为1.8μm的GaAs外延层。GaAs的晶体质量通过腐蚀坑密度和透射电镜表征。图形衬底上的GaAs外延层表面腐蚀坑密度约1×107 cm-2,比平面衬底上降低了两个数量级。透射电镜观测显示大部分产生于GaAs/Si异质界面的穿透位错被阻挡在圆柱顶部附近。     

Si衬底上ZnO外延膜结构性质的比较

采用连通式双反应室高温MOCVD系统在Si衬底上外延ZnO薄膜,通过卢瑟福背散射/沟道(RBS/C)及高分辨X射线衍射(HR-XRD)技术对不同衬底条件的ZnO外延膜进行了组分及结构分析,结果表明在采用SiC缓冲层后,Si(111)衬底上ZnO(0002)面衍射峰半高宽明显减小,缺陷密度降低,单晶质量显著变好,c轴方向应变由0.49%变为-0.16%,即由拉应变变为压应变且应变值变小,说明SiC缓冲层可以有效地减小ZnO与Si衬底晶格失配带来的应变,改善外延膜质量,实现Si衬底上单晶ZnO的生长.     

Si衬底上汽相生长GaAs获重大突破

<正> 由于硅具有高热导、良好的机械强度、高完整性及低廉的价格;发展GaAs/Si异质外延技术对于开拓Si集成和GaAs集成兼容电路有着宽广的应用前景。所以,在非极性半导体Si单晶上外延生长极性半导体GaAs单晶薄膜成为国际上最引入注目的研究课题之一。 文献中报道了许多异质外延GaAs/Si方面的研究工作,那是用MBE和MOCVD技术进行的。还有学者强调,异质外延GaAs/Si的唯一限制是必须采用MBE系统。     

无坑洞n-3C-SiC/p-Si(100)的LPCVD外延生长及其异质结构特性

在MBE/CVD高真空系统上,利用低压化学气相淀积(LPCVD)方法在直径为50mm的单晶Si(100)衬底上生长出了高取向无坑洞的晶态立方相碳化硅(3C-SiC)外延材料,利用反射高能电子衍射(RHEED)和扫描电镜(SEM)技术详细研究了Si衬底的碳化过程和碳化层的表面形貌,获得了制备无坑洞3C-SiC/Si的优化碳化条件,采用霍尔(Hall)测试等技术研究了外延材料的电学特性,研究了n-3C-SiC/p-Si异质结的I-V、C-V特性及I-V特性对温度的依赖关系.室温下n-3C-SiC/p-Si异质结二极管的最大反向击穿电压达到220V,该n-3C-SiC/p-Si异质结构可用于制备宽带隙发射极SiC/Si HBTs器件.     

聚焦离子束在外延生长氮化镓薄膜失配位错研究中的应用

氮化镓具有直接能量带隙(3.4eV)适合用作短波长发光器件,具有非常广泛的应用前景[1]。氮化镓薄膜(厚度约为μm量级)的制备一般均采用异质处延生长的方法。由于受到衬底材料的限制(常用的衬底为三氧化二铝,单晶硅,砷化镓等),使衬底材料与外延薄膜在晶体结构和物理性质方面有所差异,如晶胞参数的不同和热膨胀系数的差异。这些差异在外延生长的薄膜中引起失配应力和应变。当外延薄膜的厚度达到临界厚度时,外延薄膜中的失配应力和应变均达到极大值。继续外延生长超过临界厚度时,就会在外延薄膜中引入失配位错来释放失配应力,降低失配能量。失配…     

Selective CdTe Nanoheteroepitaxial Growth on Si(100) Substrates Using the Close-Spaced Sublimation Technique Without the Use of a Mask

The development of HgCdTe detectors requires high sensitivity, small pixel size, low defect density, long-term thermal-cycling reliability, and large-area substrates. CdTe bulk substrates were initially used for epitaxial growth of HgCdTe films. However, CdTe has a lattice mismatch with long-wavelength infrared (LWIR) and middle-wavelength infrared (MWIR) HgCdTe that results in detrimental dislocation densities above mid-10⁶ cm^?2. This work explores the use of CdTe/Si as a possible substrate for HgCdTe detectors. Although there is a 19% lattice mismatch between CdTe and Si, the nanoheteroepitaxy (NHE) technique makes it possible to grow CdTe on Si substrates with fewer defects at the CdTe/Si interface. In this work, Si(100) was patterned using photolithography and dry etching to create 500-nm to 1-μm pillars. CdTe was selectively deposited on the pillar surfaces using the close-spaced sublimation (CSS) technique. Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the CdTe selective growth and grain morphology, and transmission electron microscopy (TEM) was used to analyze the structure and quality of the grains. CdTe selectivity was achieved for most of the substrate and source temperatures used in this study. The ability to selectively deposit CdTe on patterned Si(100) substrates without the use of a mask or seed layer has not been observed before using the CSS technique. The results from this study confirm that CSS has the potential to be an effective and low-cost technique for selective nanoheteroepitaxial growth of CdTe films on Si(100) substrates for infrared detector applications.     

铜布线工艺中阻挡层钽膜的研究

从钽膜质量的角度研究了用溅射方法在硅衬底上得到的 60 nm钽膜对铜硅互扩散的阻挡效果 ,钽膜的质量通过对硅衬底的表面处理以及钽膜的淀积速率来控制。研究发现 ,适当的硅衬底表面处理对钽膜是否能产生良好的防扩散能力起着关键的作用。本研究还得到了能有效阻挡铜硅接触的钽膜的淀积速率。     

硅缓冲层提高选区外延生长硅基锗薄膜质量

研究了Si缓冲层对选区外延Si基Ge薄膜的晶体质量的影响。利用超高真空化学气相沉积系统,结合低温Ge缓冲层和选区外延技术,通过插入Si缓冲层,在Si/SiO_2图形衬底上选择性外延生长Ge薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了Ge薄膜的晶体质量和表面形貌。测试结果表明,选区外延Ge薄膜的晶体质量比无图形衬底外延得到薄膜的晶体质量要高;选区外延Ge薄膜前插入Si缓冲层得到Ge薄膜具有较低的XRD曲线半高宽以及表面粗糙度,位错密度低至5.9×10~5/cm^2,且薄膜经过高低温循环退火后,XRD曲线半高宽和位错密度进一步降低。通过插入Si缓冲层可提高选区外延Si基Ge薄膜的晶体质量,该技术有望应用于Si基光电集成。     

非晶态SiO2过渡层对生长C轴取向LiNbO3薄膜的影响

采用磁控溅射方法,在Si衬底和LiNbO3薄膜之间引入SiO2过渡层制备LiNbO3薄膜。采用X射线衍射（XRD〉、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LiNbO3薄膜的结晶取向、组成成分和表面形貌进行了表征,重点研究了非晶态SiO2过渡层对LiNbO3薄膜C轴取向的影响。结果表明,非晶态S...     

用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术

采用在阳极化反应时改变电流强度的办法 ,在高掺杂的 P型硅 (111)衬底上制备了具有不同多孔度的双层结构多孔硅层 .用超高真空电子束蒸发技术在多孔硅表面外延生长了一层高质量的单晶硅膜 .在室温下 ,该外延硅片同另一生长有热二氧化硅的硅片键合在一起 ,在随后的热处理过程中 ,键合对可在多孔硅处裂开 ,从而使外延的单晶硅膜转移到具有二氧化硅的衬底上以形成 SOI结构 .扫描电镜、剖面投射电镜、扩展电阻和霍尔测试表明 SOI样品具有较好的结构和电学性能     

Co/a-GeSi/Ti/Si多层薄膜固相反应外延生长CoSi_2薄膜

研究了在 Co/Ti/Si结构中加入非晶 Ge Si层对 Co Si2 /Si异质固相外延的影响 ,用离子束溅射方法在Si衬底上制备 Co/Ge Si/Ti/Si结构多层薄膜 ,通过快速热退火使多层薄膜发生固相反应。采用四探针电阻仪、AES、XRD、RBS等方法进行测试。实验表明 ,利用 Co/Ge Si/Ti/Si固相反应形成的 Co Si2 薄膜具有良好的外延特性和电学特性 ,Ti中间层和非晶 Ge Si中间层具有促进和改善 Co Si2 外延质量 ,减少衬底耗硅量的作用。Ge原子的存在能够改善外延 Co Si2 薄膜的晶格失配率     

Disorder-mediated ordering by self-interfactant effect in organic thin film growth of pentacene on silicon

We have studied the morphology of pentacene films on different silicon surfaces with orientations between Si(1 1 1) and Si(0 0 1). Pentacene molecules are immobile on the Si surface, covering and passivating reactive defect sites. Molecules deposited on top of a closed amorphous wetting layer exhibit isotropic diffusion with diffusion lengths of several tens of micrometers. Neither steps, nor the surface structure affect the film morphology. The wetting layer thus acts as an interfactant, and isolates the molecular film from the substrate, explaining the high quality of pentacene films.     

厚二氧化硅光波导薄膜的制备

随着光通信的飞速发展，Si基SiO2平面光波导集成器件的应用更加重要和广泛。在Si基上制备高质量的厚SiO2薄膜，是制作SiO2光波导及其集成器件的基础。本文介绍了Si基厚SiO2薄膜的几种制备方法。     

应用于FRAM的集成铁电电容的研究

集成铁电电容的制备是铁电存储器的关键工艺之一。该文采用射频(RF)磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si制备Pb(Zr,Ti)O3(PZT)薄膜,上下电极Pt采用剥离技术工艺制备,刻蚀PZT薄膜,形成Pt/PZT/Pt/Ti/SiO2/Si集成电容结构,最后高温快速退火。结果表明,这种工艺条件可制备性能良好的铁电电容,符合铁电存储器对铁电电容的要求。     

Effect of Misorientation and Preliminary Etching of the Substrate on the Structural and Optical Properties of Integrated GaAs/Si(100) Heterostructures Produced by Vapor Phase Epitaxy

It is shown for the first time that the structural and optical functional characteristics of integrated GaAs/Si(100) heterostructures can be controlled by using misoriented Si(100) substrates and their preliminary etching. The growth of an epitaxial GaAs layer on a Si substrate without the formation of antiphase domains can be carried out on a substrate deviated from the (100) singular plane by an angle smaller than 4°–6° or without a transition layer of GaAs nanocolumns. Preliminary treatment of the silicon substrate by etching makes it possible to use it for the vapor-phase epitaxial growth of a single-crystal GaAs film with a considerably smaller relaxation coefficient, which has a positive effect on the structural quality of the film. These data are in good agreement with the results of IR reflectance spectroscopy and photoluminescence and ultraviolet spectroscopy. The features of the optical properties of integrated GaAs/Si(100) heterostructures in the infrared and ultraviolet spectral regions are also defined by the relaxation coefficient.