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     

UHV/CVD外延生长SiGe/Si表面反应动力学

利用 Si H4 和 Ge H4 作为源气体 ,对 UHV/CVD生长 Si1- x Gex/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( 1 0 0 )表面 Si H4 的饱和吸附、热脱附过程 ,得出 Si H4 的分解应该是每个 Si H4 分子的 4个 H原子全部都吸附到了 Si表面 ,Si H4 的吸附率正比于表面空位的 4次方 ,并分析了 Ge H4 的表面吸附机制 .在此基础上建立了 UHV/CVD生长Si1- x Gex/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     

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.     

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     

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.     

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     

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.     

fT为15GHz的SiGe/SiHBT

介绍了用分子束外延生长的特征频率fT为15GHz的SiGe/Si HBT,还给出了器件的制造方法及测量结果.     

低温SiGe/SiHBT的研制及性能分析

用MBE(分子束外延,Molecular Beam Epitaxy)生长的材料研制了在低温工作的SiGe/Si HBT(异质结双极型晶体管,Heterojunction Bipolar Transistor).其在液氮下的直流增益h_fe(I_c/I_b)为16000,交流增益β(ΔI_c/ΔI_b)为26000,分别比室温增益提高51和73倍.测试了该HBT直流特性从室温到液氮范围内随温度的变化,并作了分析讨论.解释了极低温度时性能随温度变化与理论值的差异.     

UHV/CVD生长本征硅外延层的研究

在微波双极型晶体管中,收集区的厚度是影响其截止频率的一个重要因素。普通的常压外延难以生长出杂质浓度变化陡峭的薄外延层。文章利用自行研制的超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)系统SGE500,在N型(掺As)重掺杂衬底上进行了薄本征硅外延层生长规律的研究;并采用扩展电阻(SPR)、原子力显微镜(AFM)、双晶衍射(DCXRD)等方法,对外延层的质量进行了评价。采用该外延材料制作的锗硅异质结双极型晶体管(SiGe HBT)器件击穿特性良好。     

Silicon Film Fabrication by Liquid Phase Epitaxy at Low Temperature

Low temperature liquid phase epitaxy of silicon thin films was successfully carried out at a temperature of (400-500)℃,using Au/Bi alloy as a Si-saturated Sn solution was used to protect the substrate surface,preventing effectively the oxidation of silicon .The grown Si thin films were identified by SEM,AES and C-V measurements.     

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     

一种变温变掺杂流量的埋层外延生长方法

在已经制作有埋层的衬底上生长外延层,为了控制图形畸变和漂移而选取了较高的工艺温度,导致了严重的自掺杂。通过对比实验探讨了常用的双层外延工艺和变温变掺杂流量工艺对于抑制自掺杂的效果。在一定的埋层掺杂浓度范围内,需要采用变温变掺杂流量工艺,才能使外延层纵向载流子浓度分布(SRP)满足器件要求。     

VLP／CVD低温硅外延

研究了VLP／CVD低温硅外延生长技术,利用自制的VLP／CVD设备,在低温条件下,成功地研制出晶格结构完好的硅同质结外延材料。扩展电阻、X射线衍射谱和电化学分布研究表明,在低温下（T＜800℃）应用VLP／CVD技术,可以生长结构完好的硅外延材料,且材料生长界面的杂质浓度分布更陡峭。     

D-UHV/VCD系统中SiGe薄膜的低温生长

生长温度对SiGe合金的性能有重要影响. 在双腔超高真空化学气相淀积生长中,通常采用液氮冷却的方法. 该生长模式下,通入乙硅烷时腔内的生长气压约为1E-5Pa,SiGe的最低生长温度约为550℃. 为了降低生长温度,文中采用了不用液氮冷却的模式,腔内生长气压约为1E-2Pa,增加3个数量级,并且将生长温度降到了485℃,远低于传统的生长温度. DCXRD测试和TEM图像表明,生长的SiGe薄膜和SiGe/Si超晶格具有良好的晶格质量. 结果证明,在UHV/CVD系统中,这是一种有效的实现SiGe低温生长的方法.     

D-UHV/VCD系统中SiGe薄膜的低温生长

生长温度对SiGe合金的性能有重要影响.在双腔超高真空化学气相淀积生长中,通常采用液氮冷却的方法.该生长模式下,通入乙硅烷时腔内的生长气压约为10-5Pa,SiGe的最低生长温度约为550℃.为了降低生长温度,文中采用了不用液氮冷却的模式.腔内生长气压约为10-2Pa,增加3个数量级,并且将牛长温度降到了485℃,远低于传统的牛长温度.DCXRD测试和TEM图像表明,生长的SiGe薄膜和SiGe/Si超品格具有良好的晶格质量.结果证明,在LJHV/CVD系统中,这是一种有效的实现SiGe低温生长的方法.     

低温下应变外延层的单层生长

用接触式原子力显微镜来观察 4 6 0℃低温下生长的 In0 .35Ga0 .6 5As/ Ga As外延层形貌 .实验发现 ,这种 4 6 0℃低温生长材料的失配外延层既不是层状的 Fvd M生长模式也不是岛状的 SK自组织生长模式 ,而是由原子单层构成的梯田状大岛 .原子力显微镜测试表明台阶的厚度为 0 .2 8nm,约为一个原子单层 ,这种介于层状和岛状生长之间的模式有助于了解失配异质外延的生长过程