SiGeC合金是在SiGe合金中加入C元素後而形成的一種三元合金.它對於改善SiGe合金的性能具有重要的意義.
基本介紹
- 中文名：SiGeC合金
- 領域：無機化學
- 套用：微電子技術
- 性能：改善SiGe/Si異質結的界面性能等
它在微電子技術套用中的重要性能是:
1）C的加入改善了SiGe/Si異質結的界面性能.因為Ge與Si的晶格失配率為4.2%, 以致Si基上的SiGe外延層有很大的應變能，甚至會在界面出現失配位錯；而C原子比Si和Ge小得多（Ge的晶格常數比Si大4.2%，比C大52%），故加入C後，可補償晶格失配，能得到較厚的SiGeC贗晶薄膜. Si1-x-yGexCy合金的晶格常數a與x、y有線性關係：a = a(Si) + [ a(Ge)－a(Si) ] x + [ a(C)－a(Si) ] y ; 據此，當x : y=8.2 : 1時, 可很好補償晶格應變, 當C很多時還可得到張應變狀態. 若採用SiC和Si、Ge組成i1-x-yGexCy合金, 則合金的晶格常數為: a = a(Si) + [ a(Ge)－a(Si) ] x + 2 [ a(SiC)－a(Si) ] y ; 據此得知, 當加入1%的C可補償9.4%Ge所帶來的壓應變.
2) 由於SiGe/Si異質結能帶的突變數主要是在價帶, 從而對電子沒有有效的限制, 難以提高電子-空穴的複合幾率, 這影響到異質結的光電性能. 但如加入C後, 則可調節能帶結構, 造成異質結導帶的突變, 增強了對電子的量子限制作用, 提高了載流子的輻射複合幾率.
3) 存在的問題: C與Si、Ge的原子半徑相差較大,會導致很大的局部應變, 影響到外延層的完整性, 則SiGeC合金層的外延生長較困難;C在Ge中幾乎不溶解, C在Si中的固溶度小於2×10-3 at.%; 在2000oC以下, Si1-yCy是亞穩態, 而β-SiC是穩定相, 因此必須選擇比較低的生長溫度來抑制C的擴散, 以避免出現β-SiC相。
