《矽上生長化合物半導體所用過渡層單晶研究》是依託清華大學，由周衛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：矽上生長化合物半導體所用過渡層單晶研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：周衛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題擬將矽片上具有壓縮應變的SiGe層和Ge層製備成納米級多孔結構，通過適當條件的氫氣退火，使應力得到釋放，位錯等缺陷被限制在多孔層中，在多孔層的上表面微孔閉合，形成完全弛豫的SiGe和Ge準單晶層，再經過外延得到完全弛豫的SiGe和Ge單晶過渡層。.本課題的意義在於化合物半導體材料有比矽材料高得多的電子遷移率，廣泛地套用於超高速電路和光電器件。只有製作出了低缺陷密度、低位錯密度晶格完整性好的單晶過渡層，才有可能實現在矽上外延出質量好的適於器件製作的化合物半導體單晶薄膜。此項研究如果成功，說明利用納米級多孔結構和適當的退火可以消除晶格失配所產生的應力，並可以作為虛擬襯底進行異質材料的外延，便可以將這一原理研究用於其他材料構成的過渡層單晶。
結題摘要
今天，以CMOS電路為代表的ULSI的特徵尺寸已經進入到了20納米的範圍，依賴尺寸縮小來提高器件性能、縮小電路面積的方法越來越受到來自多方面因素的限制。人們開始考慮高遷移率材料，比如鍺，III-V族化合物等，希望通過在矽襯底上的異質外延技術，繼續提高器件性能。在Si上異質外延其他半導體材料所面臨的最大問題是晶格的失配，這將導致外延層中產生很多的缺陷，本課題的主要目標是探索新方法製備外延材料的過渡層。 本課題研究的主要工作內容包括： 1、採用RP-CVD技術生長具有壓縮應變的SiGe 層，沒有Si-cap層，研究不同生長條件對單晶的影響；2、研究低孔隙率材料的表征方法；3、將具有壓縮應變的SiGe層以及Ge單晶用陽極氧化法或染色腐蝕製備成納米級、低孔隙率的多孔結構，研究製備方法；4、通過適當條件的深紫外雷射退火，使表面應力得到釋放，研究應力變化和表面形貌的變化，評價退火對應變SiGe層表面的影響。 本課題初步解決了以下問題： 1、解決了在沒有Si-cap層的SiGe異質外延層生長時，表面Ge濃度升高的問題；2、低孔隙率SiGe多孔薄膜和Ge多孔薄膜的製備； 3、採用XRR技術，實現了超低孔隙率薄膜材料的表征方法；4、深紫外雷射退火使應變SiGe層發生分層弛豫。
