UHV/CVD法生长硅基低位错密度厚锗外延层

采用超高真空化学气相淀积系统,以高纯Si2 H6和GeH4作为生长气源,用低温缓冲层技术在Si(001)衬底上成功生长出厚的纯Ge外延层.对Si衬底上外延的纯Ge层用反射式高能电子衍射仪、原子力显微镜、X射线双晶衍射曲线和Ra-man谱进行了表征.结果表明在Si基上生长的约550nm厚的Ge外延层,表面粗糙度小于1nm,XRD双晶衍射曲线和Ra-man谱Ge-Ge模半高宽分别为530'和5.5cm-1,具有良好的结晶质量.位错腐蚀结果显示线位错密度小于5×105cm-2可用于制备Si基长波长集成光电探测器和Si基高速电子器件.     

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。     

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。     

低温低真空CVD生长锗硅异质结外延材料

利用自行研制的超净低温低真空化学气相外延系统,应用锗烷和硅烷气本,在２英雨到３英雨的衬底硅片上生长了锗硅异质结外延层。在６６５℃,６１０℃和５７５℃不同温度分别生长了Ｓｉ０．５Ｇｅ０．２,Ｇｅ０．５和Ｓｉ０．６５Ｇｅ０．３５的异质外延层,获得了原子级表面和界面的异质外延材料。结果表明：外延生长速率和Ｇｅ组分由硅烷和锗烷的分压及生长时的温度控制。并利用Ｘ射线双昌衍射,扩展电阻和电化学Ｃ－Ｖ法研究了Ｇ     

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     

硅衬底上锗外延层的生长北大核心CSCD

利用超高真空化学气相沉积系统,基于低温Ge缓冲层技术,研究了Si衬底上高质量Ge外延层的生长。结果表明,低温Ge缓冲层的表面起伏较大,降低生长温度并不能抑制三维岛状生长。然而,低温Ge缓冲层的压应变几乎被完全弛豫,应变弛豫度达到90%以上。在90 nm低温Ge缓冲层上生长的210 nm高温Ge外延层,表面粗糙度仅为1.2 nm。Ge外延层X射线双晶衍射峰的峰形对称,峰值半高宽约为460 arcsec,无明显的Si-Ge互扩散。湿法化学腐蚀部份Ge外延层,测量位错密度约为5×10~5cm^(-2)。     

UHV/CVD多晶锗硅及其电学特性

采用自行研制的超高真空化学气相淀积(UHV／CVD)设备,研究了在550℃下SiO2薄膜上多晶SiGe成核时间和生长速率与GeH4和B2H6流量的关系,以及不同温度下快速热退火对多晶SiGe电阻率的影响。实验结果表明,多晶SiGe成核时间随GeH4流量的增加而增加;在小的GeH4流量下,其生长速率随GeH4和B2H6流量的增加而增加,但比同等务件下单晶SiGe生长速率低;其电阻率随GeH4流量的增加而下降,随快速热退火温度的升高而下降。     

UHV/CVD外延生长锗硅碳三元合金中碳的应变缓解效应

碳的加入为 Si- Ge系统在能带和应变工程上提供了更大的灵活性 .处于替代位置的碳可以缓解 Si Ge合金的应变 ,同时调节其能带 .报道了用 UHV/CVD生长的掺碳达 2 .2 %的锗硅碳合金 ,获得了良好的外延层质量 ,应变缓解效应明显 .使用了 X射线衍射 ( XRD) ,二次离子质谱( SIMS)与高分辨电子透射显微镜 ( HRTEM)对外延层进行检测 ;使用傅里叶红外吸收光谱( FTIR)确定碳原子处于替代位置 ,并对实验结果进行了讨论     

UHV/CVD外延生长锗硅碳三元合金中碳的应变缓解效应

碳的加入为Si-Ge系统在能带和应变工程上提供了更大的灵活性.处于替代位置的碳可以缓解SiGe合金的应变,同时调节其能带.报道了用UHV/CVD生长的掺碳达2.2％的锗硅碳合金,获得了良好的外延层质量,应变缓解效应明显.使用了X射线衍射(XRD),二次离子质谱(SIMS)与高分辨电子透射显微镜(HRTEM)对外延层进行检测;使用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)确定碳原子处于替代位置,并对实验结果进行了讨论.     

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.     

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。     

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.     

过渡层对Ge衬底GaAs外延层晶体质量的影响

利用低压金属有机化学汽相淀积(MOCVD)设备在Ge衬底上生长GaAs外延层.通过改变GaAs过渡层的生长温度对GaAs外延层进行了表征,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪研究了表面形貌和晶体质量,优化出满足高效太阳能电池要求的高质量GaAs单晶层生长条件.     

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100Ω·cm.     

UHV/CVD自对准生长Ge量子点(英文)

在超高真空化学汽相淀积设备(UHV/CVD)上生长了小尺寸、大密度、垂直自对准的Ge量子点。采用原子力显微镜分析量子点的尺寸,可优化其生长温度和时间,在550℃,15s的条件下生长出尺寸最小的量子点,直径30nm,高约2nm。最上层多层结构Ge量子点中岛状量子点的比例为75%,其直径66nm,高11nm,密度4.5×109cm-2。利用透射电子显微镜分析了垂直自对准的Ge量子点的截面形貌,结果表明多层结构Ge量子点是垂直自对准的。Ge量子点及其浸润层的喇曼谱峰位分别为299cm-1和417cm-1,说明Ge量子点是应变的并且界面存在互混现象。采用光荧光谱分析了Ge量子点的光学特性。     

Ge/Si量子点的控制生长

采用离子束溅射技术,在生长了Si缓冲层的硅晶片上制备了一系列Ge量子点样品.借助原子力显微镜(AFM)和Raman光谱等测试手段研究了Ge/Si量子点生长密度、尺寸及排列均匀性的演变规律.结果表明,改变Si缓冲层厚度及其生长方式,可以有效控制量子点的尺寸、均匀性和密度.随缓冲层厚度增大,量子点密度先增大后减小,停顿生长有利于提高缓冲层结晶性,从而提高量子点的密度,可以达到1.9×1010 cm-2.还研究了Si缓冲层在Ge量子点生长过程中的作用,并提出了量子点的生长模型.