硅上超高真空CVD生长硅锗外延层及其特性研究

我们利用自行研制的ＵＨＶ／ＣＶＤ技术在直径３英寸的硅衬底上生长了锗硅外延层,并进行了实时掺杂生长．采用Ｘ射线双晶衍射和二次离子质谱技术确定了外延层的质量与组分,利用扩展电阻仪对外延层电阻率进行了表征,研究了生长特性和材料特性．由此获得生长速率及组分与源气体流量的关系曲线,发现生长速度随Ｇｅ组分的增加而降低,以氢气为载气的Ｂ２Ｈ６对锗硅合金的生长速率有促进作用．     

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)。     

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。     

在蓝宝石上低温外延硅

<正> 一、引 言 近年来,围绕着如何提高蓝宝石上的硅外延薄膜(SOS)的质量和降低其成本这两个主要目标,在成膜工艺和方法上,各国科技工作者都进行了大量的探索和研究,并且取得了一定的成就.影响蓝宝石上的外延硅薄膜结构和电学性质的重要因素之一是Al_2O_3衬底的自掺杂作用.而这种自掺杂无论是在外延的工艺过程中还是在随后的器件工艺中,都是有害的,并且随着温度的升高而加剧,因此,SOS的低温工艺是当前研究课题之     

液相外延生长HgCdTe外延层

本文用滑舟式液相外延方法对HgCdTe薄膜的生长进行了研究。1.汞压控制。我们采用附加汞源的方法有效地控制了母液的成分。采用了三段温度分布的炉子。中间是反应区,温度为500℃。两边是控制汞压区。氢气流上方的汞槽在一定温度下产生汞蒸气压和反应区内母液的蒸气压相平衡。出口处的高温区形成热阻,以阻     

蓝宝石衬底上单晶InAlGaN外延膜的RF-MBE生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术在蓝宝石衬底上外延了晶体质量较好的单晶InAlGaN薄膜.在生长InAlGaN外延层时,获得了外延膜的二维生长.卢瑟福背散射测量结果表明,InAlGaN外延层中In,Al和Ga的组分分别为2%,22%和76%,并且元素的深度分布比较均匀.InAlGaN(0002)三晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为4.8′.通过原子力显微镜观察外延膜表面存在小山丘状的突起和一些小坑,测量得到外延膜表面的均方根粗糙度为2.2nm.利用光电导谱测量InAlGaN的带隙为3.76eV.     

蓝宝石衬底上单晶InN外延膜的RF-MBE生长

采用低温氮化铟(InN)缓冲层,利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)方法在蓝宝石衬底上获得了晶体质量较好的单晶InN外延膜.用光学显微镜观察所外延的InN单晶薄膜,表面无铟滴.InN(0002)双晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为14′;用原子力显微镜测得的表面平均粗糙度为3.3nm;Hall测量表明InN外延膜的室温背景电子浓度为3.3×1018cm-3,相应的电子迁移率为262cm2/(V·s).     

硅外延层中的杂质

主掺杂质、固态外扩散杂质、气相自掺杂质、系统自掺杂质和金属杂质等五类杂质源是外延层中的常见杂质。主掺杂质决定外延层的电阻率。固态外扩散、气相自掺杂和系统自掺杂影响衬底界面附近的外延层杂质浓度的深度分布。金属杂质在外延层中对器件有害。本文系统地介绍了掺杂源的掺杂过程也给出了控制的方法。     

蓝宝石衬底上单晶InAlGaN外延膜的RF-MBE生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术在蓝宝石衬底上外延了晶体质量较好的单晶InAlGaN薄膜.在生长InAlGaN外延层时,获得了外延膜的二维生长.卢瑟福背散射测量结果表明,InAlGaN外延层中In,Al和Ga的组分分别为2%,22%和76%,并且元素的深度分布比较均匀.InAlGaN(0002)三晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为4.8′.通过原子力显微镜观察外延膜表面存在小山丘状的突起和一些小坑,测量得到外延膜表面的均方根粗糙度为2.2nm.利用光电导谱测量InAlGaN的带隙为3.76eV.     

蓝宝石衬底上单晶InN外延膜的RF-MBE生长

采用低温氮化铟(InN)缓冲层,利用射频等离子体辅助分子束外延（RF-MBE）方法在蓝宝石衬底上获得了晶体质量较好的单晶InN外延膜．用光学显微镜观察所外延的InN单晶薄膜,表面无铟滴．InN（0002）双晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为14′;用原子力显微镜测得的表面平均粗糙度为3.3nm;Hall测量表明InN外延膜的室温背景电子浓度为3.3e18cm－3,相应的电子迁移率为262cm2/（V·s）．     

硅衬底上异质外延生长硅化钴研究进展

综述近年国内外在CoSi2／Si异质外延生长技术领域的研究进展,在半导体衬底上异质外延具有优良导电特性的金属硅化物,从基础研究和技术发展两方面都具有重要价值。利用Co／Ti／Si多层薄膜固相反应实现CoSi2／Si异质外延,是近年取得重要进展的新方法。应用这种方法在（111）和（100）硅衬底上都可实现CoSi2外延生长,无需在超高真空下进行,与硅器件基本工艺相容性好,可形成自对准硅化物接触结构,对发展新器件制造技术有重要作用。在简要介绍分子束外延和离子合成CoSi2外延薄膜生长技术后,重点介绍和评述新型固相异质外延方法的工艺技术、机理和应用研究进展。     

多晶硅层上外延生长高密度缺陷单晶硅

本文着重从晶体成核理论的基本公式和机理分析讨论了用汽相外延方法在多晶硅层上生长单晶的可能性及影响生长的因素,并用理论分析结果对实验现象作了解释。     

引起硅外延层及单晶中浅坑缺陷的某些金属

本文用高纯金属Fe、Cr、Cu、Au及光谱纯、FeCl_3、CuCl_2和NaCl的水溶液,在工艺条件可能的情况下,对直拉(111)硅单晶片进行有意沾污,并在1200℃下进行外延或氢中热处理。观察到Fe的沾污极易产生浅坑缺陷,Cr也能产生;而Cu、Au、NaCl的沾污则未见产生浅坑。 能引起外延层中浅坑缺陷的金属,可在单晶中引起同类缺陷。     

利用三氯氢硅(TCS)作为硅源在4H-SiC上外延生长的研究

Epitaxial growth on n-type 4H-SiC 8° off-oriented substrates with a size of 10 × 10 mm^2 at different temperatures with various gas flow rates has been performed in a horizontal hot wall CVD reactor, using trichlorosilane （TCS） as a silicon precursor source together with ethylene as a carbon precursor source. The growth rate reached 23 μm/h and the optimal epilayer was obtained at 1600℃ with a TCS flow rate of 12 sccm in C/Si of 0.42, which has a good surface morphology with a low RMS of 0.64 nm in an area of 10 x 10 pm2. The homoepitaxial layer was obtained at 1500℃ with low growth rate （〈 5 μm/h） and the 3C-SiC epilayers were obtained at 1650 ℃ with a growth rate of 60-70 μm/h. It is estimated that the structural properties of the epilayers have a relationship with the growth temperature and growth rate. Silicon droplets with different sizes are observed on the surface of the homoepitaxial layer in a low C/Si ratio of 0.32.     

分子束外延生长GaAs单晶薄膜

本文报导首次用自制的分子束外延(MBE)炉生长GaAs单晶薄膜的初步工艺实验。用一个喷射炉装GaAs多晶作As源,另一个喷射炉装Ga作Ga源。把GaAs(100)衬底腐蚀、清洗后置于衬底台上,调节喷射炉的温度使分子束强度比(As_2)/()Ga为5～10左右,其衬底保持在适当温度时进行外延生长。从电子衍射的花样和外延层厚度等测试结果表明:使用MBE成功地生长出了GaAs单晶薄膜。     

洁净区硅外延生长及其在分立器件上的应用

<正> 一、前言近年来为了解决硅器件工艺中的重金属沾污问题,国内外开展了大量的有关吸杂的研究工作。由于内吸杂技术具有独特的优点,国外有些科学家把它称作为“硅材料的第二次工业革命”。本文主要是讨论洁净区形成的原理、工艺和以洁净化硅衬底制备硅外延材料及其在硅分立器件上的应用等方面问题。我们知道,制备集成电路所用硅片的洁净区化和外吸杂技术用以减少外延层中缺陷,提高外延层质量的研究工作,在国内外报道的比较多。然而利用洁净区化硅衬底制备优     

新的硅外延生长法—两段外延生长技术

一、序言近年来,随着集成电路的发展和固体器件的高频化,要求硅外延片的生长层厚度要很薄,且在与基片的界面处杂质分布很徒。这样的片子,在高速变容二极管、双极集成电路、高频晶体管或以PIN二极管、碰撞雪崩渡越时间二极管等为代表的微波二极管的制作中更是不可缺少。这些器件一般是在具有高浓度杂质的硅基片上或在掺杂了高浓度杂质的区域上生长具有低浓度杂质的硅外延层上制作的。一般,硅外延生长是利用调节掺杂气体的浓度或流量来控制杂质浓度。可是,在具有高浓度杂质的基片上生长具有低     

在GaAs衬底上液相外延生长层质量的研究

本文初步研究了在(100)n—GaAs衬底上液相外延生长GaAs外延层厚度与生长Ga溶液厚度、生长时间、初始过冷度、降温速率的关系,以及影响外延层厚度均匀性的因素。实验指出了在GaAs上液相外延生长Ga_(1-x)Al_xAs层,随着Al含量X值的增加在室温下用X射线单晶衍射仪测得的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs系统的晶格失配增加,但是异质结界面附近的失配位错非常小,几乎与X值无关;而在GaAs上生长Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y外延层,可得到室温下晶格失配非常小的GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)P_y系统,但是异质结界面附近的失配位错却非常大,在室温下异质结界面是不匹配的。用熔融KOH腐蚀外延层中位错发现,一部分位错是由衬底位错引入的,而大部分位错是在外延过程中引入的。在现有条件下,可以生长出几平方毫米面积较大区域的无位错外延表面,但大部分最终表面层位错密度比衬底位错高几倍或十几倍。