氢气氛退火对硅上低温外延制备的硅锗薄膜性能的影响

来源期刊：无机材料学报2017年第2期

论文作者：王锦 陶科 李国峰 梁科 蔡宏琨

文章页码：191 - 196

关键词：硅锗薄膜;低温外延;氢退火;螺旋位错;

摘    要：采用反应型热化学气相沉积系统在硅（100）衬底上外延生长富锗硅锗薄膜。四氟化锗作为锗源,乙硅烷作为还原性气体。通过设计表面反应,在低温条件下（350℃）制备了高质量的富锗硅锗薄膜。研究了氢退火对低温硅锗外延薄膜微结构和电学性能的影响。结果发现退火温度高于700℃时,外延薄膜的表面形貌随着退火温度的升高迅速恶化。当退火温度为650℃时,获得了最佳的退火效果。在该退火条件下,外延薄膜的螺旋位错密度从3.7×106 cm^-2下降到4.3×105 cm^-2,表面粗糙度从1.27 nm下降到1.18 nm,而外延薄膜的结晶质量也有效提高。霍尔效应测试表明,经退火处理的样品载流子迁移率明显提高。这些结果表明,经过氢退火处理后,反应型热化学气相沉积制备的低温硅锗外延薄膜可以获得与高温下硅锗外延薄膜相比拟的性能。