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锗硅(Si1-xGex)是硅和锗组成的半导体合金材料。除具有硅材料的优点外,还具有能带可调以及应力调整等自身的特性,同时它还与目前先进的硅集成电路工艺相兼容,因此锗硅材料在如今的集成电路领域有着重要的应用。当然,随着技术进步,锗硅材料在应用中又会不断面临新问题的挑战,从下面的论述中可以看到,这些问题的解决毫无疑问将会对拓展硅基材料的应用范围以及提高器件性能的重要性起着推动的作用。 涉及到本论文中,锗硅材料所面临的问题主要有以下两个方面:第一,随着器件向着深亚微米级发展,单纯的外延生长已无法满足锗硅材料的应用,一系列新器件、新结构的出现,对锗硅材料的生长提出了更高的要求。例如在抬高源/漏极MOSFET中,要求选择性生长单品锗硅材料,而目前采用的选择性生长方法普遍具有较高的生长温度,这会导致锗硅材料的应力弛豫,产生缺陷,影响器件性能,因此很有必要研究适合锗硅材料低温选择性生长的方法。第二,就多晶SiGe材料而言,我们知道,多品锗硅材料具有广阔的应用前景,但采用目前方法生长的多晶锗硅薄膜并不象理论预期一样,具有较高的载流子迁移率,这主要是由于生长的多晶锗硅薄膜内的缺陷较多以及锗偏析等原因造成的,从而限制了锗硅薄膜作为器件有源区的应用,因此开发先进的多晶锗硅薄膜生长技术是当务之急。本文的研究正是围绕上述两方面问题展开的。 本文采用一种先进的薄膜制备技术—超高真空化学气相沉积(UHVCVD)对锗硅薄膜的生长进行了研究,该技术不仅具有超净的生长环境,而且能够在低温、低压下生长锗硅薄膜,可以精确控制薄膜的生长速度等,这些特性对生长高质量的薄膜是必不可少的,因此我们利用该技术,对单晶锗硅薄膜、多品锗硅薄膜的生长进行了研究,主要取得以下成果: (1) 研究了不同的生长气氛对超高真空化学气相沉积选择性生长锗硅薄膜的影响,指出当温度高于550℃时,气氛中锗含量对超高真空选择性生长锗硅有明显的影响,低于550℃时,氢气以及锗烷相互作用共同对锗碓选择性生长产生影响。通过对比不同的生长条件,并结合锗硅材料的生长特性,