超高真空CVD低温生长碳化硅与锗硅薄膜研究

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1、⑧浙江大学硕士学位论文2000,6摘要/硅基锗硅、碳化硅异质结材料是近年来兴起的新型半导体材料，它们具有电子器件应用研究便成了世界范围的热门课题。本文首先综述了硅基锗硅与碳化硅半导体材料的特性、应用和生长技术。、我们硅材料国家重点实验室可蕊戛镜教授自1992年从美国MIT回国后，在国内率先开辟了超高真空CVD研究阵地，1994年建立了国内第一台超高真空CVD夕卜延系统，在此系统的基础上，随后开展了一系列的研究几本文的主要工作如下:_/我们在国内第一次使用UHV/CVD技术在850℃的低温下生长出了碳

2、化硅薄膜，对薄膜的组分及结构进行了研究。淮用XPS,XRD,PTI“等测试手段确认形成了碳化硅相。在锗硅工作方面，为了研制高频的SiGe/Si-HBT器件，必须在尽可能低的温度下进行外延生长，抑制硼元素的扩散，同时减少自掺杂，以提高器件的工作频率。我们在原来的基础上将生长温度降低多达100'C(/第一次在680-700℃的低温下使用UHV/CVD技术成功地外延生长了锗硅薄膜，双晶衍射说明薄膜结晶质量良好，从而使高频的SiGe/Si-HBT器件的研制成为可能，同时并研究了在该温度范围内锗硅薄膜的生长特性

3、.对在780℃的较高温度下目升.~一产~丫生长的锗硅薄膜进行了表征，并分析了其生长特性。另外在780℃下成功生长了Ge组分线性渐变的缓冲层及外延层，缓冲层顶层应变完全驰豫而位错密度比较低，从而提高了外延层的晶体质量。总之，我们的实验和理论研究工作为我们器件的研制和走向工业化奠定了坚实的基础，对我国在UHV/CVD技术及微电子器件方面的发展有着重要的意义刁州幸国强:超商真史CVD低弓盆生长硅基碳化硅与褚硅厚膜x开究ABSTRACTInrecentyears,SiGe/Si,SiC/Si,heterost

4、ructureandsuperlaticehavebeenbecomingthenewsemiconductormaterialsfortheirspecialphysicapropertiesandpotentialapplications.Si-basedheterostructurematerials,asthesecondgenerationofsilicon,aremoreandmoreatractiveowingtotheirtechnologicalcompatibilitytotheS

5、itechnology.ManyresearchgroupsintheworldhavebeenfocusingonthegrowthofSi-basedN-familysemiconductorsandtheirapplicationinmicroelectronicandoptoelectronicdevices.Theproperties,applicationsandgrowthtechniquesarereviewedinthispaper.TheUltra-highVacuumChemic

6、alVaporDepositionsystemwasfirstlysetupinourcountryin1994.Myresearchworksmainlyfocusesonthefollowingareas:The3C-SiCfilmonsiliconsubstrateswasgrownatverylowtemperatureof850℃byUHV/CVDtechnique.Thecontentandstructureofthefilmwasstudied.GeSiepitaxiallayerson

7、siliconsubstratesaresuccessfullygrownbyUHV/CVDat7801C,andarealtimeborondopingofepilayersisrealized.GeSistrained-layersarecharacterizedbydouble-crystalX-raydifraction(DCXRD),secondaryionmassspectroscopy(SIMS),andspreadingresistance(SPR).TheGecontentinepi

8、layersishomogeneous.Theoxygenconcentrationinepilayersislowerthanthatinsubstrates.Nooxygenpeakintheinterfaceisfound.TheGecontentcurveandgrowthrateversusgermanesilaneflowratioareploted,theyshowthatthegrowthrateisreducedwithincreasi