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硅基低位错密度厚锗外延层的UHV/CVD法生长

陈城钊 郑元宇 黄诗浩 李成 赖虹凯 陈松岩

硅基低位错密度厚锗外延层的UHV/CVD法生长

陈城钊, 郑元宇, 黄诗浩, 李成, 赖虹凯, 陈松岩
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  • 利用超高真空化学气相淀积系统, 基于低温缓冲层和插入应变超晶格的方法, 在Si(100)衬底上外延出厚度约为880 nm的纯Ge层. 采用X射线双晶衍射、高分辨透射电镜、原子力显微镜和光致发光谱分别表征了其结构及光学性质. 测试结果显示外延Ge的X射线双晶衍射曲线半高宽为273, 表面均方根粗糙度为0.24 nm, 位错密度约为1.5106 cm2. 在室温下观测到外延Ge的直接带跃迁光致发光, 发光峰值位于1540 nm. 表明生长的Si基Ge材料具有良好的结晶质量, 可望在Si基光电子器件中得到应用.
      通信作者: , lich@xmu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB613404), 国家自然科学基金(批准号: 61036003, 60837001)和中央高校基本业务费(批准号: 2010121056)资助的课题.
    [1]

    Lee M L, Fitzgerald E A, Bulsara M T, Currie M T, Lochtefeld A 2005 J. Appl. Phys. 97 011101

    [2]

    Jang D, Lee J W, Tachi K, Montes L, Ernst T, Kim G T, Ghibaudo G 2010 Appl. Phys. Lett. 97 073505

    [3]

    Colace L, Masini G, Galluzzi F, Assanto G, Capellini G, Gaspare L D, Palange E, Evangelisti F 1998 Appl. Phys. Lett. 72 3175

    [4]

    Bandaru P R, Sahni S, Yablonovitch E, Liu J, Kim H J, Xie Y H 2004 Mater. Sci. Eng. B 113 79

    [5]

    Oh J, Banerjee S K, Campbell J C 2004 IEEE Photonic Tech. Lett. 16 581

    [6]

    Liu J F, Sun X C, Pan D, Wang X X, Kimerling L C, Koch T L, Michel J 2007 Opt. Express, 15 11272

    [7]

    Li C, Chen Y H, Zhou Z W, Lai H K, Chen S Y 2009 Appl. Phys. Lett. 95 251102

    [8]

    Hu W X, Cheng B W, Xue C L, Xue H Y, Su S J, Bai A Q, Luo L P, Yu Y D, Wang Q M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 092102

    [9]

    Huang S H, Li C, Chen C Z, Zheng Y Y, Lai H K, Chen S Y 2012 Acta. Phys. Sin. 61 036202 (in Chinese) [黄诗浩, 李成, 陈城钊, 郑元宇, 陈松岩 2012 物理学报 bf 61 036202]

    [10]

    Luo G L, Hsieh Y C, Chang E Y, Pilkuhn M H, Chien C H, Yang T H, Cheng C C, Chang C Y 2007 J. Appl. Phys. 101 084501

    [11]

    Archer M J, Law D C, Mesropian S, Haddad M, Fetzer C M, Ackerman A C, Ladous C, King R R, Atwate H A 2008 Appl. Phys. Lett. 92 103503

    [12]

    Kasper E 2002 Properties of Strained and Relaxed Silicon Germanium (Peking: National Defense Industry Press) pp25—29 (in Chinese) [(德) Erich Kasper 主编 余金中译 2002 硅锗的性质 (北京: 国防工业出版社) 第25—29页]

    [13]

    Tersoff J, LeGoues F K 1994 Phys. Rev. Lett. 72 3570

    [14]

    Currie M T, Samavedam S B, Langdo T A, Leitz C W, Fitzgerald E A 1998 Appl. Phys. Lett. 72 1718

    [15]

    Vanamua G, Datye A K, Zaidi S H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 204104

    [16]

    Luan H C, Lim D R, Lee K K, Chen K M, Sandland J G, Wada K, Kimerling L C 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2909

    [17]

    Zhang Z, Pan J S, Zhang J, Tok E S 2010 Phys. Chem. Chem. Phys. 12 7171

    [18]

    Su S J, Wang W, Zhang G Z, Hu W X, Bai A Q, Xue C L, Zuo Y H, Cheng B W, Wang Q M 2011 Acta. Phys. Sin. 60 028101 (in Chinese) [苏少坚, 汪巍, 张广泽, 胡炜玄, 白安琪, 薛春来, 左玉华, 成步文, 王启明 2011 物理学报 60 028101]

    [19]

    LeGoues F K, Meyerson B S, Morar J F 1991 Phys. Rev. Lett. 66 2903

    [20]

    Ishikawa Y, Wada K, Liu J F, Cannon D D, Luan H C, Michel J, Kimerling C 2005 J. Appl. Phys. 98 013501

  • [1]

    Lee M L, Fitzgerald E A, Bulsara M T, Currie M T, Lochtefeld A 2005 J. Appl. Phys. 97 011101

    [2]

    Jang D, Lee J W, Tachi K, Montes L, Ernst T, Kim G T, Ghibaudo G 2010 Appl. Phys. Lett. 97 073505

    [3]

    Colace L, Masini G, Galluzzi F, Assanto G, Capellini G, Gaspare L D, Palange E, Evangelisti F 1998 Appl. Phys. Lett. 72 3175

    [4]

    Bandaru P R, Sahni S, Yablonovitch E, Liu J, Kim H J, Xie Y H 2004 Mater. Sci. Eng. B 113 79

    [5]

    Oh J, Banerjee S K, Campbell J C 2004 IEEE Photonic Tech. Lett. 16 581

    [6]

    Liu J F, Sun X C, Pan D, Wang X X, Kimerling L C, Koch T L, Michel J 2007 Opt. Express, 15 11272

    [7]

    Li C, Chen Y H, Zhou Z W, Lai H K, Chen S Y 2009 Appl. Phys. Lett. 95 251102

    [8]

    Hu W X, Cheng B W, Xue C L, Xue H Y, Su S J, Bai A Q, Luo L P, Yu Y D, Wang Q M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 092102

    [9]

    Huang S H, Li C, Chen C Z, Zheng Y Y, Lai H K, Chen S Y 2012 Acta. Phys. Sin. 61 036202 (in Chinese) [黄诗浩, 李成, 陈城钊, 郑元宇, 陈松岩 2012 物理学报 bf 61 036202]

    [10]

    Luo G L, Hsieh Y C, Chang E Y, Pilkuhn M H, Chien C H, Yang T H, Cheng C C, Chang C Y 2007 J. Appl. Phys. 101 084501

    [11]

    Archer M J, Law D C, Mesropian S, Haddad M, Fetzer C M, Ackerman A C, Ladous C, King R R, Atwate H A 2008 Appl. Phys. Lett. 92 103503

    [12]

    Kasper E 2002 Properties of Strained and Relaxed Silicon Germanium (Peking: National Defense Industry Press) pp25—29 (in Chinese) [(德) Erich Kasper 主编 余金中译 2002 硅锗的性质 (北京: 国防工业出版社) 第25—29页]

    [13]

    Tersoff J, LeGoues F K 1994 Phys. Rev. Lett. 72 3570

    [14]

    Currie M T, Samavedam S B, Langdo T A, Leitz C W, Fitzgerald E A 1998 Appl. Phys. Lett. 72 1718

    [15]

    Vanamua G, Datye A K, Zaidi S H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 204104

    [16]

    Luan H C, Lim D R, Lee K K, Chen K M, Sandland J G, Wada K, Kimerling L C 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2909

    [17]

    Zhang Z, Pan J S, Zhang J, Tok E S 2010 Phys. Chem. Chem. Phys. 12 7171

    [18]

    Su S J, Wang W, Zhang G Z, Hu W X, Bai A Q, Xue C L, Zuo Y H, Cheng B W, Wang Q M 2011 Acta. Phys. Sin. 60 028101 (in Chinese) [苏少坚, 汪巍, 张广泽, 胡炜玄, 白安琪, 薛春来, 左玉华, 成步文, 王启明 2011 物理学报 60 028101]

    [19]

    LeGoues F K, Meyerson B S, Morar J F 1991 Phys. Rev. Lett. 66 2903

    [20]

    Ishikawa Y, Wada K, Liu J F, Cannon D D, Luan H C, Michel J, Kimerling C 2005 J. Appl. Phys. 98 013501

  • [1] 苏少坚, 汪巍, 张广泽, 胡炜玄, 白安琪, 薛春来, 左玉华, 成步文, 王启明. Si(001)衬底上分子束外延生长Ge0.975Sn0.025合金薄膜. 物理学报, 2011, 60(2): 028101. doi: 10.7498/aps.60.028101
    [2] 何超, 张旭, 刘智, 成步文. Si基IV族异质结构发光器件的研究进展. 物理学报, 2015, 64(20): 206102. doi: 10.7498/aps.64.206102
    [3] 王学森, 胡昉, 张寒洁, 吕 斌, 陶永升, 李海洋, 鲍世宁, 何丕模. Ge在Ru(0001)表面上生长及其性质研究. 物理学报, 2005, 54(3): 1330-1333. doi: 10.7498/aps.54.1330
    [4] 涂修文, 盖峥. Ge(112)-(4×1)-In表面重构的原子结构. 物理学报, 2001, 50(12): 2439-2445. doi: 10.7498/aps.50.2439
    [5] 冯 倩, 郝 跃, 张晓菊, 刘玉龙. SiC衬底上外延GaN:Mg材料特性研究. 物理学报, 2004, 53(2): 626-630. doi: 10.7498/aps.53.626
    [6] 周丽宏, 李炳生, 杨义涛, 张崇宏, 宋 银. 注入Ar+的蓝宝石晶体退火前后光致发光谱的分析. 物理学报, 2008, 57(4): 2562-2566. doi: 10.7498/aps.57.2562
    [7] 周凯, 李辉, 王柱. 正电子湮没谱和光致发光谱研究掺锌GaSb质子辐照缺陷. 物理学报, 2010, 59(7): 5116-5121. doi: 10.7498/aps.59.5116
    [8] 叶健松, 胡晓君. 超薄膜外延生长的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2002, 51(5): 1108-1112. doi: 10.7498/aps.51.1108
    [9] 玛丽娅, 李豫东, 郭旗, 艾尔肯, 王海娇, 曾骏哲. In0.53Ga0.47As/InP量子阱与体材料的1 MeV电子束辐照光致发光谱研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154217. doi: 10.7498/aps.64.154217
    [10] 邓泉, 马勇, 杨晓红, 叶利娟, 张学忠, 张起, 付宏伟. ZnO:Sb薄膜的光致发光及拉曼特性研究. 物理学报, 2012, 61(24): 247701. doi: 10.7498/aps.61.247701
    [11] 喻利花, 董松涛, 董师润, 许俊华. AlN/Si3N4纳米多层膜的外延生长与力学性能. 物理学报, 2008, 57(8): 5151-5158. doi: 10.7498/aps.57.5151
    [12] 张小东, 李公平, 尤 伟, 张利民, 张 宇, 刘正民, 林德旭. 离子注入n型GaN光致发光谱中宽黄光发射带研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5487-5493. doi: 10.7498/aps.55.5487
    [13] 杜丹旭, 周耐根, 周 浪. 面心立方晶体外延膜沉积生长中失配位错的结构与形成过程. 物理学报, 2006, 55(1): 372-377. doi: 10.7498/aps.55.372
    [14] 孔 明, 魏 仑, 董云杉, 李戈扬. TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应. 物理学报, 2006, 55(2): 770-775. doi: 10.7498/aps.55.770
    [15] 汪 晶, 刘 军, 于本方, 郭冬云, 李美亚, 赵兴中. YBa2Cu3O7-x涂层导体的外延生长和性能对CeO2缓冲层的依赖性. 物理学报, 2008, 57(5): 3132-3137. doi: 10.7498/aps.57.3132
    [16] 何 萌, 刘国珍, 仇 杰, 邢 杰, 吕惠宾. 用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜. 物理学报, 2008, 57(2): 1236-1240. doi: 10.7498/aps.57.1236
    [17] 王剑屏, 郝跃, 彭军, 朱作云, 张永华. 蓝宝石衬底上异质外延生长碳化硅薄膜的研究. 物理学报, 2002, 51(8): 1793-1797. doi: 10.7498/aps.51.1793
    [18] 陈振飞, 冯露, 赵洋, 齐红蕊. 力和扩散机理下外延形貌的演化分析. 物理学报, 2015, 64(13): 138103. doi: 10.7498/aps.64.138103
    [19] 陈子瑜, 张营堂, 何萌, 吕惠宾. 用激光分子束外延在玻璃衬底上生长La0.67Sr0.33MnO3薄膜. 物理学报, 2009, 58(3): 2002-2004. doi: 10.7498/aps.58.2002
    [20] 朋兴平, 兰 伟, 谭永胜, 佟立国, 王印月. Cu掺杂氧化锌薄膜的发光特性研究. 物理学报, 2004, 53(8): 2705-2709. doi: 10.7498/aps.53.2705
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-23
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

硅基低位错密度厚锗外延层的UHV/CVD法生长

  • 1. 厦门大学物理系, 半导体光子学研究中心, 厦门 361005;
  • 2. 韩山师范学院物理与电子工程系, 潮州 521041
  • 通信作者: , lich@xmu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB613404), 国家自然科学基金(批准号: 61036003, 60837001)和中央高校基本业务费(批准号: 2010121056)资助的课题.

摘要: 利用超高真空化学气相淀积系统, 基于低温缓冲层和插入应变超晶格的方法, 在Si(100)衬底上外延出厚度约为880 nm的纯Ge层. 采用X射线双晶衍射、高分辨透射电镜、原子力显微镜和光致发光谱分别表征了其结构及光学性质. 测试结果显示外延Ge的X射线双晶衍射曲线半高宽为273, 表面均方根粗糙度为0.24 nm, 位错密度约为1.5106 cm2. 在室温下观测到外延Ge的直接带跃迁光致发光, 发光峰值位于1540 nm. 表明生长的Si基Ge材料具有良好的结晶质量, 可望在Si基光电子器件中得到应用.

English Abstract

参考文献 (20)

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