硅基锗薄膜的选择性外延生长

发布时间：2018-01-11 13:26

本文关键词：硅基锗薄膜的选择性外延生长　出处：《微纳电子技术》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：采用减压化学气相沉积(RPCVD)系统,通过调节GeH4和刻蚀性气体HCl的通入速率,在Si/SiO2图形衬底上利用40 nm薄低温Ge缓冲层选择性外延生长Ge薄膜,然后H2退火20 min以减少外延Ge层中的位错及缺陷。采用化学腐蚀方法检查位错坑密度,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和高分辨率X射线衍射(HRXRD)方法表征分析了外延Ge晶体质量。测试结果表明,图形衬底上直径为10μm的圆形区域外延Ge位错密度低至1.3×10~6/cm~2,约1.5μm厚外延Ge层衍射峰的半高宽平均为240 arcsec,化学机械抛光(CMP)工艺后用AFM测得Ge膜表面粗糙度低至0.2 nm,该工艺方法制备的锗薄膜材料将有望集成应用于硅基探测器等硅基光电器件。
[Abstract]:By vacuum chemical vapor deposition (RPCVD) system, through regulating GeH4 and HCl etching gas flow rate, using 40 nm thin Ge buffer layers for selective epitaxial growth of Ge films on Si/SiO2 substrate and annealing H2 graphics, min 20 to minimize dislocations and defects in the epitaxial Ge layer. By using chemical etching method to check the etch pit density, using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and high resolution X ray diffraction (HRXRD) analysis method to characterize Ge epitaxial crystal quality. The test results show that the patterned substrate of 10 m diameter circular area epitaxial Ge low dislocation density to 1.3 x 10~6/cm~2, half width about 1.5 mu m thick epitaxial Ge layer of diffraction peak was 240 arcsec, the chemical mechanical polishing (CMP) process with AFM measured the surface roughness of Ge film is low to 0.2 nm for germanium thin film material prepared this process is expected to be used for integrated silicon photodetector Si based optoelectronic devices.

【作者单位】：贵州大学大数据与信息工程学院;中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室;
【分类号】：TN304.054
【正文快照】： 0引言随着社会的发展,人们对信息的处理、计算、传输、存储以及速度和能耗控制等技术的要求越来越高,进而对集成电路的性能提出了更高的要求。硅基光电集成技术能够充分利用现有成熟的微电子工艺,将光子传输速率高、抗干扰性强的优点与微电子技术结合,从而克服微电子铜互连等

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