[發明專利]一種Ge/Si襯底及其制備方法

有效

• 申請號: 202010338509.2
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN113555457B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蘆紅;魏煉;苗藝;李晨;陳延峰
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L31/028
• 分類號: H01L31/028;H01L31/0352;H01L31/18;H01L21/02
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 繆策;嚴慎

1.一種Ge/Si襯底，所述Ge/Si襯底包括依次層疊設置的Si襯底、Si緩沖層和Ge薄膜，所述Ge薄膜在100℃-300℃之間的溫度下通過外延法生長在所述Si緩沖層上，其中所述Ge薄膜的空穴遷移率大于1000cm²/Vs；

其中所述Ge薄膜和所述Si緩沖層的界面上具有周期性排布的90°失配位錯陣列。

2.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Ge薄膜的空穴遷移率為1200-1300cm²/Vs。

3.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Ge薄膜包括具有原子級平坦表面形貌的Ge薄膜。

4.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Ge薄膜包括穿透位錯密度為10⁷/cm²量級或小于10⁷/cm²的Ge薄膜。

5.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Ge薄膜的厚度為小于1微米。

6.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Ge薄膜的厚度為400-600nm。

7.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Si緩沖層的厚度為小于100nm。

8.根據權利要求1所述的Ge/Si襯底，其中所述Si緩沖層的厚度為20-50nm。

9.一種制備如權利要求1所述的Ge/Si襯底的方法，所述方法包括：

步驟1，獲取(100)晶面的Si襯底；

步驟2，將所述(100)晶面的Si襯底用化學試劑預處理后，對經過所述預處理的所述(100)晶面的Si襯底進行表面處理；

步驟3，通過分子束外延的方法，使得在經所述表面處理后的所述(100)晶面的Si襯底之上生長一層Si緩沖層；

步驟4，在100℃-300℃之間的溫度下，在所述Si緩沖層上直接外延生長Ge薄膜；

步驟5，對得到的所述Ge薄膜進行原位退火；

其中所述Ge薄膜和所述Si緩沖層的界面上具有周期性排布的90°失配位錯陣列。

10.根據權利要求9所述的方法，其中在所述步驟2中，所述表面處理在500℃-600℃之間的溫度進行。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述表面處理的進行時間為5-10分鐘。

12.根據權利要求9所述的方法，其中所述Si緩沖層的生長溫度為400℃-700℃。

13.根據權利要求9所述的方法，其中所述Ge薄膜的生長速率為

14.根據權利要求9所述的方法，其中，退火溫度為300℃-900℃。

15.根據權利要求9所述的方法，其中，退火溫度為500℃-700℃。

16.根據權利要求9所述的方法，其中，退火溫度為700℃-800℃。

17.根據權利要求9所述的方法，其中，退火時間為10-30min。