采用低温缓冲层技术在Si衬底上生长高质量Ge薄膜

采用低温缓冲层技术,在Si衬底上生长了质量优良的Ge薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、双晶X射线衍射(XRD)和拉曼散射等研究了薄膜的晶体质量。结果表明,由于无法抑制三维岛状生长,低温Ge缓冲层的表面是起伏的。然而,Ge与Si间的压应变几乎完全弛豫。当缓冲层足够厚时,后续高温Ge外延层的生长能够使粗糙的表面变得平整。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,位错密度小于5×105cm-2,XRD的峰形对称,峰值半高宽为460 arc sec。

硅衬底上锗外延层的生长

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)。