Si基SiGe弛豫襯底及SiGe-Si量子阱生長(zhǎng)與表征.pdf

1、近年來(lái)，Si基光電子學(xué)得到快速的發(fā)展，由于硅基光電子器件具有低成本，與微電子工藝兼容等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)實(shí)現(xiàn)高速光互連芯片的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了實(shí)現(xiàn)Si基光電子器件的單片集成，希望能突破Si基材料間接帶隙特性的局限，制備出有效的Si基光源。SiGe/Si量子阱在光學(xué)和電學(xué)上表現(xiàn)出許多新的特性，通過(guò)量子限制效應(yīng)以及弛豫襯底技術(shù)調(diào)控應(yīng)變等方法剪裁能帶，有望獲得高效發(fā)光Si基量子結(jié)構(gòu)材料，推動(dòng)Si基光電器件的進(jìn)一步發(fā)展。 本文利用超高真

2、空化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)(UHV/CVD)，采用插入低溫Ge層(LTGe)的方法制備Si基SiGe弛豫襯底(弛豫緩沖層)，并在襯底上外延SiGe/Si多量子阱，研究其光學(xué)性質(zhì)。本論文主要工作包括： 1.利用UHV/CVD系統(tǒng)，采用插入低溫Ge層的方法，制備出Si基SiGe弛豫襯底。系統(tǒng)地研究并優(yōu)化了低溫Ge層，低溫SiGe層以及高溫SiGe層的生長(zhǎng)條件，最終選擇在330℃下生長(zhǎng)LTGe層，成功制備出薄的表面無(wú)失配位錯(cuò)的Si0.73Ge

3、0.27弛豫襯底，弛豫度達(dá)到91％，粗糙度小于1.8nm，表面穿透位錯(cuò)密度為2.0×105cm-2，為量子阱的生長(zhǎng)提供較高質(zhì)量的弛豫緩沖層。 2.分析了LTGe層對(duì)SiGe弛豫襯底的應(yīng)變調(diào)控機(jī)理，發(fā)現(xiàn)LTGe層起到柔性襯底和表面平整化的作用，證實(shí)LTGe層的存在能夠減小穿透位錯(cuò)密度，促進(jìn)弛豫襯底應(yīng)力的均勻釋放，并表明LTGe層的島和坑狀起伏表面，可以有效避免表面布紋失配位錯(cuò)線的產(chǎn)生。 3.設(shè)計(jì)并優(yōu)化了W型和N型SiGe/