金属诱导生长法在Ni硅化物上异质生长多晶GeSi薄膜.pdfVIP

第 27 卷 　第 4 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 27 　No . 4 2006 年 4 月 C H IN ES E J O U RN AL O F S EM I CON D U C TO RS Ap r . ,2006 金属诱导生长法在 Ni 硅化物上异质 生长多晶 GeSi 薄膜 吴贵斌 　叶志镇 　赵 　星 　刘国军 　赵炳辉 (浙江大学硅材料国家重点实验室 , 杭州 　3 10027) 摘要 : 采用金属 Ni 诱导与超高真空化学气相沉积相结合的方法 ,低温下在氧化 Si 衬底上制备出了多晶 Ge Si 薄 膜. 利用 X 射线衍射仪 、场发射扫描电镜等对多晶 Ge Si 薄膜的晶体质量 、表面形貌进行了表征 ,研究了在 Ni 上生 长多晶 GeSi 的生长方式及表面形貌随生长参数变化的规律. 结果表明 ,在温度高于 510 ℃时 ,Ni 金属诱导作用明 ( ) ( ) 显 ;生长压强为 10 Pa 时 ,多晶 Ge Si 能够形成连续致密的薄膜 ,而采用先低压 0 1Pa 后高压 10 Pa 的生长方式 ,多 晶 Ge Si 呈现分离的晶须状 ,晶须尺寸多在 100nm 以上. 关键词 : 金属诱导生长 ; 超高真空化学气相沉积 ; 异质生长 ; Ni Si 化物 PACC : 8115 H ; 6855 中图分类号 : TN 304 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) 04072 104 较易在 Ni Si2 上成核生长 , 目前采用该方法已能够 1 　引言 生长晶粒尺寸大于 100nm 的多晶 Si 薄膜[9 ] . 与金 属诱导结晶方法相比, 由于 Ni 在反应中不断转化为 由于多晶 Ge Si 具有较高的载流子迁移率[ 1 ] 以 Ni Si 化物 ,因此 Si Ge 薄膜中 Ni 的含量很低 ; 另外 及禁带宽度随 Ge 含量变化[2 ] 等优点 , 已成为 目前 生成的Ni Si 化物本身具有很低的薄层电阻 ,从而在 研究的热点之一. 它不仅可以用于深亚微米 COM S 制作肖特基结型器件时 ,可以作为器件一端的欧姆 领域[ 3 ] ,而且在光电子方面 ,与多晶 Si 相比,具有更 接触. 高的光电转换效率[4 ] . 目前我们已采用 M I G 与 U HV CVD 相结合的 [ 5 ] 方法 ,在热氧化 Si 衬底上低温生长了晶粒尺寸均 金属诱导结晶方法 在制备多晶 Si , Ge Si 薄膜 方面有其 自身的优势. 该技术是将 Ni[ 6 ,7 ] 等金属薄 匀 、连续的多晶 Ge Si 薄膜 , 晶粒尺寸可达到 500nm 膜沉积在非晶 Si , Si Ge 薄膜上 ,在一定退火温度下 , 以上. 本文主要研究采用不同生长条件来控制多晶 Ni 等金属通过扩散与非晶薄膜反应生成 Si 化物 , Ge Si 薄膜的生长 , 以实现多晶 Ge Si 的可控生长 ,为 由于 Ni Si 化物与 Si , Ge