專利名稱：一種SiGe弛豫襯底材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SiGe弛豫襯底材料 及其制備方法。
背景技術(shù)：
SiGe/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為電子和光子器件應(yīng)用中的重要材料，尤其 是利用弛豫的高Ge含量SiGe層可以制作高電子遷移率器件，量子級聯(lián)激 光器等。如何在Si襯底上獲得具有低位錯(cuò)密度和表面粗糙度的弛豫SiGe 層成為研究的關(guān)鍵。
Si上外延Ge是異質(zhì)失配外延。Si和Ge的晶格常數(shù)分別為0.5431 nm 和0.5658 nm,晶格失配率高達(dá)4.2%。 SiGe合金中的Ge含量越高，其與 Si之間的晶格失配率就越高。
SiGe合金在Si襯底上外延生長時(shí)，異質(zhì)外延SiGe薄膜首先是在Si 襯底上贗晶生長，即其在水平方向上具有與Si襯底相同的晶格常數(shù)，這就 導(dǎo)致SiGe外延層中積累了壓應(yīng)力，并且這種應(yīng)變積累隨薄膜厚度的增加 而增加，當(dāng)厚度增加到一定程度時(shí)，共格的薄膜將處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，向 應(yīng)變能降低的方向演化，發(fā)生應(yīng)變弛豫，這個(gè)厚度稱為臨界厚度。
顯然，SiGe層中的Ge組分越高，與Si之間的晶格失配越大，應(yīng)力積
累越明顯，臨界厚度就越小。
當(dāng)SiGe合金發(fā)生弛豫時(shí)， 一般通過兩種形式釋放應(yīng)力產(chǎn)生失配位
錯(cuò)和形成表面起伏。當(dāng)發(fā)生的是產(chǎn)生失配位錯(cuò)的弛豫過程時(shí)，產(chǎn)生的失配
位錯(cuò)有兩類基本的構(gòu)成，刃型位錯(cuò)和螺旋位錯(cuò)。刃型位錯(cuò)的Burgers矢量 與位錯(cuò)線垂直，而螺旋位錯(cuò)的Burgers矢量與位錯(cuò)線平行，任意角度的位 錯(cuò)都可以分解成刃型位錯(cuò)和螺旋位錯(cuò)。只有Burgers矢量垂直于位錯(cuò)線并 在外延界面內(nèi)的刃型位錯(cuò)分量才能釋放晶格失配。根據(jù)位錯(cuò)趨向于具有小 的Burgers矢量以使能量最小的原理，在SiGe合金中，最常見的位錯(cuò)是位 錯(cuò)線沿[110]和[-110]方向的60°位錯(cuò)。
當(dāng)發(fā)生表面起伏弛豫時(shí)，形成表面波紋，或者島狀起伏。這種起伏來 源于局域應(yīng)變能梯度驅(qū)動(dòng)下的表面原子的擴(kuò)散。假設(shè)一個(gè)單軸應(yīng)變的固體 表面存在一個(gè)小的起伏，在起伏的谷的位置，局部應(yīng)變能增加，它驅(qū)使材 料沿表面從谷向峰擴(kuò)散，谷由于物質(zhì)減少而加深，而應(yīng)力則進(jìn)一步增加， 從而起伏變大。但在這一過程中，表面積是隨起伏的增加而增加的，因此 表面能也會(huì)增加，從而阻止起伏的進(jìn)一步加大。這種競爭結(jié)果決定了材料 表面的最終起伏程度。表面位錯(cuò)密度和表面粗糙度過大，都會(huì)嚴(yán)重影響器 件質(zhì)量。
解決這一問題的有效辦法是在Si襯底上外延弛豫襯底。生長弛豫襯底 的目的是使失配應(yīng)力在弛豫襯底中釋放，而弛豫襯底的表面具有與其上要 外延的SiGe層相匹配的晶格常數(shù)。
因此，對弛豫襯底層的要求很高，既要求其能盡可能快的發(fā)生塑性弛 豫從而釋放應(yīng)力，又要求這種弛豫過程中產(chǎn)生的位錯(cuò)等缺陷不能影響它的
表面質(zhì)量，從而保證弛豫襯底表面具有完美的晶格結(jié)構(gòu)。
如上所述，在SiGe/Si層中發(fā)生塑性弛豫，主要是通過在{111}滑移面 內(nèi)引入60。位錯(cuò)來實(shí)現(xiàn)的。螺旋位錯(cuò)位于失配位錯(cuò)的兩端，并在{111}面內(nèi)
滑移，頂端在材料表面形成位錯(cuò)坑。各種弛豫襯底制備方法都是建立在如 何在釋放應(yīng)力的過程中使表面位錯(cuò)坑減少的基礎(chǔ)上的。
首先是利用恒定組分的應(yīng)力層作為位錯(cuò)過濾層，利用失配應(yīng)力使螺旋
位錯(cuò)發(fā)生偏折[Appl. Phys. Lett" 1986, 49 (17): 1101-1103]，這種方法在 SiGe體系中的效果并不明顯。另外的方法是采用低溫Si層，Si層在低溫 下生長，處于非平衡態(tài)，其中含有大量點(diǎn)位錯(cuò)，飽和的點(diǎn)缺陷成為失配位 錯(cuò)源，[Thin Solid Films, 1998， 336: 319-322]，這種方法不能保證晶格質(zhì)量。
除此之外，目前最常用的方法是生長組分漸變緩沖層，即在一定的厚 度內(nèi)將Ge組分從0逐漸過渡到所需要的組分[J. Appl. Phys., 1997, 81 (7): 3108-3116]。采用組分漸變緩沖層，可以使螺旋位錯(cuò)密度可以降低到 105-6/cm2，在商業(yè)應(yīng)用中，己經(jīng)利用這種組分漸變緩沖層來制作器件。然 而，由于組分漸變速率(％Ge/pm)越高，表面的平面內(nèi)剩余殘余應(yīng)力越大， 而且表面粗糙度也會(huì)隨著最終Ge組分和漸變速率的增加而增加。
為了得到可以接受的低表面粗糙度和低螺旋位錯(cuò)密度，通常要使Ge 組分的漸變速率在 以下，這就使得要獲得最終Ge組分很高的弛 豫襯底，需要相當(dāng)大的厚度，消耗大量時(shí)間，從而提高了成本。
盡管還可以釆用Sb做表面活性劑，穩(wěn)定生長表面的平整性，減小緩 沖層厚度，并提高表面質(zhì)量[AppI.Phys.Lett.， 2001， 79 (21): 3431-3433]; 或者采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)來對弛豫襯底的表面質(zhì)量進(jìn)行改善[Appl.
Phys. Lett., 1998,72(14): 1718-1720]。但這些無疑都增加了工藝的復(fù)雜性， 也使成本大大增加。
因此，有必要找到一種進(jìn)一步改善的組分漸變緩沖層結(jié)構(gòu)及其生長工藝。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種SiGe弛豫襯底材料，以 減小整個(gè)弛豫襯底的厚度，縮短外延時(shí)間，節(jié)省成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種SiGe弛豫襯底材料的制備方法， 以減小整個(gè)弛豫襯底的厚度，縮短外延時(shí)間，節(jié)省成本。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種SiGe弛豫襯底材料，該SiGe 弛豫襯底材料由Si襯底和在Si襯底上外延生長的SiGe組分漸變緩沖層構(gòu) 成，且在所述SiGe組分漸變緩沖層中插入有n個(gè)無應(yīng)變SiGe隔離層，所 述無應(yīng)變SiGe隔離層將SiGe組分漸變緩沖層分成n+l層，n為自然數(shù)。
在所述SiGe組分漸變緩沖層中，隨著SiGe組分漸變緩沖層厚度的增 加，Si與Ge的組分比逐漸減小。
所述無應(yīng)變SiGe隔離層中Ge組分含量低于所述無應(yīng)變SiGe隔離層 插入處的SiGe組分漸變緩沖層中Ge組分含量。
所述SiGe組分漸變緩沖層被無應(yīng)變SiGe隔離層劃分的最上層具有足
夠小的組分漸變速率，越往下的層具有的組分漸變速率越大。
所述在Si襯底上外延生長SiGe組分漸變緩沖層時(shí)采用分子束外延 (MBE)或超高真空化學(xué)氣相淀積(UHV/CVD)外延方法進(jìn)行。
為達(dá)到上述另一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種SiGe弛豫襯底材料的制 備方法，該方法包括以下步驟
調(diào)節(jié)硅源和鍺源之間的比例，以。的組分漸變速率在進(jìn)行了預(yù)處理的 Si片上外延生長Ge組分從0變化到Xl的SiGe組分漸變緩沖層；然后在 生長的Ge組分為Xl的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為X,的 第一個(gè)SiGe隔離層；然后以s 2的組分漸變速率在生長的第一個(gè)SiGe隔離 層上生長Ge組分從X，變化到x2的SiGe組分漸變緩沖層；然后在生長的 Ge組分為&的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為^的第二個(gè) SiGe隔離層；依次類推，直至以f n的組分漸變速率生長完Ge組分從Xn 變化到Xf的SiGe組分漸變緩沖層，得到SiGe弛豫襯底材料；其中，所述
的￡ n"『1S…"2" 1 o
該方法在調(diào)節(jié)硅源和鍺源之間的比例，以f ,的組分漸變速率外延生長
Ge組分從0變化到Xl的SiGe組分漸變緩沖層之前進(jìn)一步包括對作為襯 底材料的硅片進(jìn)行預(yù)處理，具體包括清洗、甩干、脫氧。
所述外延生長方法包括分子束外延(MBE)或超高真空化學(xué)氣相淀積 (UHV/CVD )。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供的這種SiGe弛豫襯底材料及其制備方法，通過在組分 漸變緩沖層中插入多個(gè)無應(yīng)變SiGe層，將整個(gè)漸變層分成若干部分，利 用插入的無應(yīng)變SiGe層來有效防止位錯(cuò)和應(yīng)力的向上積累，使處于下部 的漸變層部分可以釆用快的組分漸變速率，有效減小SiGe弛豫襯底的表 面粗糙度和位錯(cuò)密度，從而減小整個(gè)弛豫襯底的厚度，縮短外延時(shí)間，節(jié) 省成本。
2、 本發(fā)明提供的這種SiGe弛豫襯底材料及其制備方法，由于插入的 SiGe層是無應(yīng)變的，因此其插入位置，層數(shù)，厚度等根據(jù)需要可以進(jìn)行較 大程度的調(diào)節(jié)。


圖1是利用插入無應(yīng)變SiGe層的組分漸變層做SiGe弛豫襯底的原理 示意圖2是本發(fā)明提供的SiGe弛豫襯底材料的結(jié)構(gòu)示意圖3是實(shí)施例1中樣品的(a)橫截面掃描電子顯微(TEM)照片； (b)由電子能量損失譜(EELS)得到的截面組分分布；
圖4是實(shí)施例1中樣品表面AFM照片(a)經(jīng)Schemmd溶液腐蝕2分 鐘；(b)原生表面；(C)800。C退火1小時(shí)；
圖5是實(shí)施例1中的樣品(a)最上均勻弛豫SiGe層的代表性微區(qū) Raman譜線；(b)線掃描過程中Si-Si和Si-Ge峰位的變化。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 首先對本發(fā)明的原理進(jìn)行簡要說明
如圖1所示，圖1是利用插入無應(yīng)變SiGe層的組分漸變層做SiGe弛 豫襯底的原理示意圖。對組分由下往上單一增加的組分漸變緩沖層，可以 計(jì)算出其所具有的平衡時(shí)的位錯(cuò)分布和表面殘余應(yīng)力[Appl. Phys. Lett., 1993,62 (7): 693-695]:
<formula>formula see original document page 10</formula>(1)
其中，^是單位長度位錯(cuò)能，c是雙軸應(yīng)變彈性常數(shù)，6是位錯(cuò)Burgers
矢量的失配分量，『是組分漸變層的總厚度，P(z)是單位橫截面積內(nèi)的位 錯(cuò)密度，^'=^/必是組分漸變速率。所產(chǎn)生的位錯(cuò)剛好可以釋放；厚度內(nèi) 的應(yīng)力，在；以上的厚度內(nèi)，存在殘余應(yīng)變
從上面的公式可以看出，在；之上沒有位錯(cuò)的區(qū)域狀態(tài)只由組分漸變 速率決定，而與組分漸變層的總厚度無關(guān)。
由上面的分析可以推出，對于一個(gè)特定的弛豫襯底，可以在其中插入
無應(yīng)變的SiGe隔離層，將整個(gè)組分漸變層分出多個(gè)部分，只要保證其最 上部的部分具有足夠小的組分漸變速率即可，而下面的部分可以適當(dāng)?shù)募?快生長速度，只要不對上面的部分產(chǎn)生影響。
例如可以在整個(gè)組分漸變層中插入n個(gè)無應(yīng)變的SiGe隔離層，將其
分成n+l個(gè)部分，越往下的部分，越可以采用越快的漸變速率。根據(jù)公式 (3)，每部分組分漸變層的最上面一定厚度內(nèi)都存在小的剩余應(yīng)變7，因
此，插入的SiGe隔離層的組分與其下面相鄰的漸變層的最上組分之間都 有一個(gè)小的組分臺(tái)階，以保證所插入的SiGe層中是沒有應(yīng)變的。這樣， 就可以有效減小整個(gè)組分漸變層的厚度，縮短外延時(shí)間，降低成本。然后， 在這種組分漸變層上就可以外延具有大的弛豫度，小的位錯(cuò)密度和表面粗 糙度的SiGe組分均勻?qū)印?br> 基于上述原理，圖2示出了本發(fā)明提供的SiGe弛豫襯底材料的結(jié)構(gòu) 示意圖，該SiGe弛豫襯底材料由Si襯底和在Si襯底上外延生長的SiGe 組分漸變緩沖層構(gòu)成，且在所述SiGe組分漸變緩沖層中插入有n個(gè)無應(yīng) 變SiGe隔離層，所述無應(yīng)變SiGe隔離層將SiGe組分漸變緩沖層分成n+l 層，n為自然數(shù)。
在所述SiGe組分漸變緩沖層中，隨著SiGe組分漸變緩沖層厚度的增 加，Si與Ge的組分比逐漸減小。
所述無應(yīng)變SiGe隔離層中Ge組分含量低于所述無應(yīng)變SiGe隔離層 插入處的SiGe組分漸變緩沖層中Ge組分含量。
所述SiGe組分漸變緩沖層被無應(yīng)變SiGe隔離層劃分的最上層具有足 夠小的組分漸變速率，越往下的層具有的組分漸變速率越大。
所述在Si襯底上外延生長SiGe組分漸變緩沖層時(shí)可以采用 UHV/CVD， MBE等外延方法進(jìn)行?；趫D2所示的SiGe弛豫襯底材料的結(jié)構(gòu)示意圖，下面對本發(fā)明提 供的制備SiGe弛豫襯底材料的方法流程進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的制備SiGe弛豫襯底材料的方法包括以下步驟調(diào)節(jié)硅 源和鍺源之間的比例，以f ,的組分漸變速率在進(jìn)行了預(yù)處理的Si片上外 延生長Ge組分從0變化到Xl的SiGe組分漸變緩沖層；然后在生長的Ge 組分為x,的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為X,的第一個(gè)SiGe 隔離層；然后以s 2的組分漸變速率在生長的第一個(gè)SiGe隔離層上生長Ge 組分從X,變化到x2的SiGe組分漸變緩沖層；然后在生長的Ge組分為x2 的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為X2的第二個(gè)SiGe隔離層； 依次類推，直至以s n的組分漸變速率生長完Ge組分從Xn變化到xf的SiGe 組分漸變緩沖層，得到SiGe弛豫襯底材料；其中，所述的f nsf 2
在上述制備SiGe弛豫襯底材料的方法中，預(yù)先需要假設(shè)所要制備的 SiGe弛豫襯底的Ge組分，任意選擇所需要插入的SiGe隔離層的數(shù)目n。 考慮所需要得到的表面粗糙度或者弛豫度等性能參數(shù)， 一般所想要得到的 性能越好，需要插入的SiGe無應(yīng)變隔離層的數(shù)目n越多。隔離層的位置 可以根據(jù)需要任意確定。將每個(gè)隔離層中的Ge組分依次記為 X,，X2，X3.,.Xn，將隔離層插入處的緩沖層的Ge組分記為x,， x2， x3...xn。 為了保證所插入的SiGe隔離層無應(yīng)變，SiGe隔離層的Ge組分X略小于 相應(yīng)插入處的Ge組分x，這個(gè)組分臺(tái)階可根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和公式(3)確定。 這些參數(shù)確定之后，即可采用傳統(tǒng)外延工藝制備這種緩沖層和所需要的弛 豫襯底。
然后采用一般工藝對硅片進(jìn)行預(yù)處理，比如清洗，甩干，脫氧等。
然后開始外延生長所設(shè)計(jì)的插入SiGe無應(yīng)變隔離層的緩沖層。調(diào)節(jié)硅 源和鍺源之間的比例，以f ,的組分漸變速率生長Ge組分從0變化到Xl 的緩沖層部分，然后生長Ge組分為X，的第一個(gè)SiGe隔離層，之后，以^'2 的組分漸變速率生長Ge組分從X,變化到x2的緩沖層部分，然后生長Ge 組分為X2的第二個(gè)SiGe隔離層，依次類推，直至以s、的組分漸變速率生
長完Ge組分從Xn變化到Xf的緩沖層部分。
一般的f nw'n-n.《"《s ,。
同樣的，根據(jù)公式(3)，選擇緩沖層的最上組分Xf略高于所要制備的弛豫 層中的Ge組分。
最后，在所制備的緩沖層上外延生長所需要Ge組分的SiGe弛豫層。 實(shí)施例
作為實(shí)施例，采用UHV/CVD系統(tǒng)在Si(001)襯底上生長了一個(gè)厚度為 2pm的組分漸變緩沖層，其組分從0往上逐漸漸變到30%，并在Ge組分 為10%禾P 20%的地方，分別插入了一層大約50 nm的Sio.wGeo.os層和 Si固Geo」6層，最后，在該漸變層上生長了 600nm的Si。.72GeG28均勻?qū)印?采用荷蘭的TecnaiF30透射電鏡對樣品橫截面進(jìn)行觀察，測量其中的位錯(cuò) 分布，操作電壓300 kV，并配合采用電子能量損失譜(EELS)，測定了橫 截面上自下而上的組分分布。采用法國的JY-HR800微區(qū)Raman系統(tǒng)以背 散射模式，對樣品表面進(jìn)行線掃描，分析最上層Si。.72Geo.28均勻?qū)拥某谠?度和組分分布。并用接觸式Nanoscope-II Digital Instrument原子力顯微鏡
觀測樣品表面形貌，測量表面粗糙度。
圖3(a)中的TEM照片表明，位錯(cuò)的傳播受到插入的SiGe層的阻隔， 在SiGe層界面上有明顯的位錯(cuò)偏折和聚集，這說明插入的SiGe層可以有 效的起到位錯(cuò)阻擋層的作用，從而使得下部的位錯(cuò)對上部漸變層質(zhì)量的影 響減小。圖3 (b)給出的是由EELS得到的界面組分分布圖，由此可以判 斷出該漸變層的組分漸變速率大約為15%/Mm，最上面的均勻弛豫層的Ge 組分大約為27.5%。這一外延速度是傳統(tǒng)組分漸變緩沖層的1.5倍。
圖4 (a)給出的是樣品在用Schemmd溶液腐蝕2分鐘后的表面形貌， 從其中的位錯(cuò)坑可以大致估算出位錯(cuò)密度為9xl()S/cmS左右，這與在傳統(tǒng) 的組分漸變層中所獲得的相當(dāng)，這說明，插入的SiGe層確實(shí)有助于減小 螺旋位錯(cuò)的密度。圖4 (b)和(c)是原生樣品及其在800 。C下退火1小時(shí)后 的表面原子力顯微鏡照片，二者的表面粗糙度分別為大約11.6 nm和11.1 nm，如此小的差別表明原生樣品最上表面的均勻?qū)右呀?jīng)達(dá)到了非常大的弛 豫度。
圖5 (a)給出所得到的Raman譜中的一條作為代表，Ge-Ge， Si-Ge 和Si-Si振動(dòng)峰清晰可見。根據(jù)三者的峰位，可以計(jì)算出Ge組分大約為 29%，弛豫度大約90%。圖5(b)給出的是線掃描情況下，Si-Si和Si-Ge峰
位隨不同位置而產(chǎn)生的變化很小，這說明各處的弛豫程度基本一致。如此 高的弛豫度證明插入的SiGe層確實(shí)可以阻止下部應(yīng)變往上部的積累。
以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而
已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種SiGe弛豫襯底材料，其特征在于，該SiGe弛豫襯底材料由Si襯底和在Si襯底上外延生長的SiGe組分漸變緩沖層構(gòu)成，且在所述SiGe組分漸變緩沖層中插入有n個(gè)無應(yīng)變SiGe隔離層，所述無應(yīng)變SiGe隔離層將SiGe組分漸變緩沖層分成n+1層，n為自然數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的SiGe弛豫襯底材料，其特征在于，在所述 SiGe組分漸變緩沖層中，隨著SiGe組分漸變緩沖層厚度的增加，Si與Ge 的組分比逐漸減小。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的SiGe弛豫襯底材料，其特征在于，所述無 應(yīng)變SiGe隔離層中Ge組分含量低于所述無應(yīng)變SiGe隔離層插入處的 SiGe組分漸變緩沖層中Ge組分含量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe弛豫襯底材料，其特征在于，所述SiGe 組分漸變緩沖層被無應(yīng)變SiGe隔離層劃分的最上層具有足夠小的組分漸 變速率，越往下的層具有的組分漸變速率越大。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的SiGe弛豫襯底材料，其特征在于，所述在 Si襯底上外延生長SiGe組分漸變緩沖層時(shí)采用分子束外延MBE或超高真 空化學(xué)氣相淀積UHV/CVD外延方法進(jìn)行。
6、 一種SiGe弛豫襯底材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟調(diào)節(jié)硅源和鍺源之間的比例，以s ,的組分漸變速率在進(jìn)行了預(yù)處理的 Si片上外延生長Ge組分從0變化到x,的SiGe組分漸變緩沖層；然后在生長的Ge組分為Xl的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為X,的 第一個(gè)SiGe隔離層;然后以f 2的組分漸變速率在生長的第一個(gè)SiGe隔離 層上生長Ge組分從X,變化到x2的SiGe組分漸變緩沖層；然后在生長的 Ge組分為&的SiGe組分漸變緩沖層上外延生長Ge組分為乂2的第二個(gè) SiGe隔離層；依次類推，直至以c'n的組分漸變速率生長完Ge組分從Xn 變化到Xf的SiGe組分漸變緩沖層，得到SiGe弛豫襯底材料；其中，所述的<formula>see original document page 3</formula>
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的SiGe弛豫襯底材料的制備方法，其特征在 于，該方法在調(diào)節(jié)硅源和鍺源之間的比例，以f ,的組分漸變速率外延生長 Ge組分從0變化到Xl的SiGe組分漸變緩沖層之前進(jìn)一步包括對作為襯底材料的硅片進(jìn)行預(yù)處理，具體包括清洗、甩干、脫氧。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的SiGe弛豫襯底材料的制備方法，其特征在 于，所述外延生長方法包括分子束外延MBE或超高真空化學(xué)氣相淀積 UHV/CVD。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種SiGe弛豫襯底材料，該SiGe弛豫襯底材料由Si襯底和在Si襯底上外延生長的SiGe組分漸變緩沖層構(gòu)成，且在所述SiGe組分漸變緩沖層中插入有n個(gè)無應(yīng)變SiGe隔離層，所述無應(yīng)變SiGe隔離層將SiGe組分漸變緩沖層分成n+1層，n為自然數(shù)。本發(fā)明同時(shí)公開了一種SiGe弛豫襯底材料的制備方法。利用本發(fā)明，有效減小SiGe弛豫襯底的表面粗糙度和位錯(cuò)密度，從而減小整個(gè)弛豫襯底的厚度，縮短外延時(shí)間，節(jié)省成本。
文檔編號H01L23/00GK101207093SQ20061016555
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者左玉華, 王啟明, 雷 趙 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所