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gexSi1-x合金材料作为ge的二元合金材料,具有带隙宽度可调、与硅工艺技术兼容、成本低、易于集成等优点,被称为“第二代硅微电子技术”。gexSi1-x薄膜在微电子器件、光电集成器件、太阳能电池等领域均有着重要的应用前景,国内外有多家科研机构和产业界持续进行着相关的工艺和应用开发。不同于当前研究较多的Si基gexSi1-x薄膜,本文主要研究面向于ge/geSi/（Al）GaInP多级异质结构应用的ge基高ge组分gexSi1-x薄膜,采用磁控溅射法制备gexSi1-x薄膜,研究了溅射气压、溅射功率、Si单质靶功率以及退火温度和退火时间对薄膜特性的影响。主要工作内容和研究结果如下:1.采用ge0.95Si0.05合金靶材单靶溅射的方法研究了溅射气压和溅射功率对gexSi1-x薄膜特性的影响,实验发现,固定溅射功率为100 W,增大溅射气压（1.0 pa-3.0 pa）,gexSi1-x薄膜表面的均匀性和致密性得到改善,同时薄膜结晶性逐步提高,光透过率增大,吸收边变窄且发生蓝移,光学带隙相应地从1.24 eV增大至1.30 eV。但是进一步提高溅射气压至4.0 pa时,薄膜的表面形貌质量和结晶性反而下降。固定溅射气压为3.0 pa,随着溅射功率增大（50 W-120 W）,gexSi1-x薄膜表面形貌质量和结晶性逐步提高,光透过率减小,截止波长发生红移,光学带隙相应地从1.34 eV逐渐减小至1.22 eV。2.采用Si单质靶材和ge0.95Si0.05合金靶材共溅射方式,研究了 Si单质靶材功率对gexSi1-x薄膜特性的影响,实验发现,随着Si单质靶材功率变大,gexSi1-x薄膜中Si组分的增多,薄膜表面的均匀性和致密性下降,表面粗糙度增大,结晶质量下降,光透过率增大,光学带隙由1.28 eV增大至1.43 eV。3.研究了退火工艺参数对gexSi1-x薄膜形貌和结构演变的影响,实验发现600℃下退火,薄膜表面开始出现团簇颗粒,随着退火温度升高（600℃-800℃）,受到退火时原子的偏聚-析出-扩散过程影响,gexSi1-x薄膜（111）衍射峰增强,晶粒尺寸增加,岛状团簇颗粒更加密集且体积增大,薄膜表面粗糙度逐步变大。随着退火时间的增加（30 min-120 min）,由于在退火处理中原子结构的演变和粗化生长,gexSi1-x薄膜（111）衍射峰增强,晶粒尺寸增加,gexSi1-x薄膜表面的岛状团簇体积变大,分布更加密集,薄膜表面粗糙度相应变大。本文确定的最佳退火条件为700℃下120 min,该条件下gexSi1-x薄膜（111）衍射峰半高宽最低达到0.132°。本文采用磁控溅射法沉积高ge组分gexSi1-x薄膜,得出了制备高ge组分gexSi1-x薄膜的最佳工艺参数,旨在ge衬底上生长出高质量的高ge组分的gexSi1-x薄膜,为未来实现完整的基于ge/geSi/（Al）GaInP多级异质结构的各类光电器件的工艺实现提供实验指导。

关键词：磁控溅射 gexSi1-x薄膜 ge衬底溅射工艺退火工艺

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高K栅介质ge MOS电容特性与制备研究

高K栅介质Ge MOS电容特性与制备研究

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作者：查冬西安电子科技大学

学位级别：硕士

在集成电路集成度不断提高，器件尺寸已经进入纳米尺度并且还在不断缩小的发展趋势下，使用传统的Si/SiO2/多晶硅结构会因为过薄的SiO2栅介质层而导致直接隧穿电流的急剧增大，从而使整个MOSFET功能失效。而采用高K介质材料代替传统的S... 详细信息

在集成电路集成度不断提高，器件尺寸已经进入纳米尺度并且还在不断缩小的发展趋势下，使用传统的Si/SiO2/多晶硅结构会因为过薄的SiO2栅介质层而导致直接隧穿电流的急剧增大，从而使整个MOSFET功能失效。而采用高K介质材料代替传统的SiO2栅介质，能使得整个MOS结构在保持性能的同时又具有厚的栅氧化层，可以抑制隧穿电流的增。同时，在纳米尺度下，极易产生强场，而Si沟道的载流子迁移率较低，在强场下很容易达到速度饱和从而限制小尺寸器件性能的进一步提高。最后，高K介质与多晶硅栅不兼容会引起的阈值电压升高和载流子迁移率的衰减。因此，用载流子迁移率高的ge沟道取代Si沟道，用金属栅取代多晶硅栅，形成ge/高K介质/金属栅电极结构解决上述问题，成为了发展下一代半导体器件的优秀选项。本文主要研究了ge/高K介质/金属栅电极结构所面临的界面态密度较大问题以及改善界面特性的一些方法，包括NH3表面钝化、超薄Si表面钝化、界面F化、堆垛层结构、PDA和PMA这六种界面处理技术的原理和效果，并提出了对于提高ge衬底/高K介质界面质量方法的一般性规律，为后续的研究提供理论基础。最后，还实验制备了分别采用HfO、AlO和NdO作为栅介质的ge-MOS电容并进行了C-V曲线测量，通过测量结果提取分析相关电学参数，为以后的相关生产制备提供实验数据。本论文的研究结果表明，如果不经过界面处理，直接在ge衬底上生长高K介质薄膜，在其界面处会存在较大的界面态，在测量结果中反映为C-V特性曲线的滞后现象严重，此外，根据实验数据推算出的AlO、NdO薄膜厚度都比预期厚度偏小，说明两种材料的生长速率比理论值低，分析原因为源的温度不够，建议升高源的温度或者增加循环次数。而计算得出HfO薄膜的厚度基本符合预期，说明ALD系统生长HfO薄膜的参数设置较好。最后，对比10nm和15nm厚的AlO栅介质ge-MOS电容的测量数据，发现其符合电容大小与栅介质厚度成反比的一般规律。

关键词：高K介质 ge衬底界面特性 ALD技术 C-V曲线

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GaAs/ge太阳电池界面特性研究

GaAs/Ge太阳电池界面特性研究

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2003年中国太阳能学会学术年会

作者：王亮兴张忠卫池卫英陆剑峰陈鸣波上海空间电源研究所上海空间电源研究所上海空间电源研究所上海空间电源研究所上海空间电源研究所

本文报道了对GaAs/ge界面特性的研究结果。我们采用低压金属有机物化学气相沉积（MOVPE）工艺,分别在p型和n型ge衬底上生长了GaAs电池,主要讨论了GaAs/ge界面特性对电池性能的影响。

关键词： GaAs太阳电池 ge衬底界面

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