[發明專利]一種張應變Ge薄膜的制備方法及層疊結構

有效

• 申請號: 201110324589.7
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103065932A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張苗;劉林杰;狄增峰;高曉強;陳達;薛忠營;姜海濤;卞建濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步驟：

1)提供一GaAs襯底，在所述GaAs襯底上分別外延出In_xGa_1-xAs層和頂層Ge薄膜，所述In_xGa_1-xAs層中In組分x為0＜x≤1，并使所述In_xGa_1-xAs層的厚度不超過其生長在所述GaAs襯底上的臨界厚度，使所述頂層Ge薄膜的厚度不超過其生長在所述In_xGa_1-xAs層上的臨界厚度，以制備出Ge薄膜的樣品；

2)對所述樣品進行氦離子或氫離子注入，并使氦離子或氫離子的峰值分布在所述In_xGa_1-xAs層與GaAs襯底相結合的界面下10nm～1000nm；

3)對所述樣品進行快速熱退火，退火后得到弛豫的In_xGa_1-xAs層和張應變Ge薄膜。

2.根據權利要求1所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟1)中，系通過分子束外延工藝或金屬有機化合物化學氣相沉淀工藝在所述GaAs襯底上分別外延出In_xGa_1-xAs層和頂層Ge薄膜。

3.根據權利要求1所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟1)中，所述In_xGa_1-xAs層厚度小于1nm～1um。

4.根據權利要求1所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟2)中，注入氦離子或氫離子的能量為10KeV～150KeV。

5.根據權利要求4所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟2)中，注入氦離子的劑量為1E14cm^-2～1E16cm^-2。

6.根據權利要求4所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟2)中，注入氫離子的劑量為1E14cm^-2～4E16cm^-2。

7.根據權利要求5或6所述的張應變Ge薄膜的制備方法，其特征在于：于所述步驟3)中，所述退火的升溫時間小于30s，退火溫度700℃～1100℃，退火時間為30s～600s。

8.一種包含張應變Ge薄膜的層疊結構，其特征在于，包括：

GaAs襯底，

外延生長在所述GaAs襯底上的In_xGa_1-xAs層；以及

外延生長在所述In_xGa_1-xAs層上的頂層Ge薄膜，所述In_xGa_1-xAs層中In組分x為0＜x≤1。

9.根據權利要求9所述的包含張應變Ge薄膜的層疊結構，其特征在于：所述In_xGa_1-xAs層厚度小于1nm～1um。