Si基應(yīng)變材料制備技術(shù)研究.pdf

1、Si基（Si、SiGe）應(yīng)變材料遷移率高、能帶結(jié)構(gòu)可調(diào)，且其應(yīng)用與Si工藝兼容，是當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)注的研究領(lǐng)域和研究發(fā)展重點(diǎn)，在高速/高性能器件和電路中有極大的應(yīng)用前景。鑒于國內(nèi)工藝水平的限制，本文主要開展全局應(yīng)變致硅基應(yīng)變材料的研究工作。
　　采用類似GaAs的處理方法，建立了應(yīng)變Si與應(yīng)變SiGe材料載流子態(tài)密度有效質(zhì)量和電導(dǎo)有效質(zhì)量模型?；谫M(fèi)米黃金法則及玻爾茲曼方程碰撞項(xiàng)近似理論，推導(dǎo)建立了應(yīng)變Si與應(yīng)變SiGe材料載流子（電

2、子、空穴）散射幾率與應(yīng)力及能量的理論關(guān)系模型，并建立了不同晶面應(yīng)變Si與應(yīng)變SiGe材料載流子遷移率與應(yīng)力的理論模型，為硅基應(yīng)變材料及器件性能增強(qiáng)的研究設(shè)計(jì)奠定了重要理論基礎(chǔ)。
　　開發(fā)了應(yīng)變Si與應(yīng)變SiGe材料減壓生長系統(tǒng)，解決了應(yīng)變層中氧碳、金屬沾污、外延系統(tǒng)漏率與本征電阻率、外延片厚度均勻性以及外延層生長速率重復(fù)性與再現(xiàn)性的硬件控制問題?；陂_發(fā)的硬件支撐平臺(tái)，對(duì)硅基應(yīng)變材料制備工藝進(jìn)行了研究，提出了多種緩沖層組合生長技術(shù)

3、以及變流/變壓抑制雜質(zhì)外擴(kuò)技術(shù)，制備出了高質(zhì)量的硅基應(yīng)變材料。
　　應(yīng)變材料微觀分析方面，開發(fā)了與硅外延檢測方法兼容的硅基應(yīng)變材料評(píng)價(jià)方法，提出了馳豫SiGe層厚度以及應(yīng)變SiGe材料層錯(cuò)及位錯(cuò)的無損測試方法，以上方法均為國內(nèi)首創(chuàng)。這些方法的應(yīng)用，提高了檢測速度、降低應(yīng)變材料檢測成本，為應(yīng)變材料批量生長的實(shí)現(xiàn)提供了檢測技術(shù)保障。
　　應(yīng)用已獲得的應(yīng)變材料，成功制備了應(yīng)變SiNMOS、應(yīng)變SiPMOS、應(yīng)變SiCMOS以及應(yīng)變